【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 坐標(biāo)系，然后單擊Apply，并在 Global Control 下點(diǎn)擊 ，則出 現(xiàn)幾何圖形。 步驟 3：網(wǎng)格劃分 （ 1）邊的網(wǎng)格劃分 ht ct 圖 11 導(dǎo)熱計(jì)算區(qū)域示意圖 x y 11 當(dāng)幾何區(qū)域確定之后，接下來(lái)就需要對(duì)幾何區(qū)域進(jìn)行離散化，即進(jìn)行網(wǎng)格劃分。選擇Operation →Mesh →Edge ，打開(kāi)對(duì)話框 。 在 Edges 后面的黃色對(duì)話框中選中 和 。也可以采用 Shift﹢鼠標(biāo)左鍵的方法選中 和 。然后在 Spacing 中選擇 Interval count，在其左邊的對(duì)話框中輸入 100，即將這兩個(gè)邊各劃分成 100 個(gè)等份。最后點(diǎn)擊 Apply 確認(rèn)。則出網(wǎng)格劃分。 采用同樣的方法對(duì)面的其它邊 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，設(shè)定 和 的 Spacing 對(duì)應(yīng)的數(shù)值為 10，注意 Spacing 的類型仍然為 Interval count，可以得到所示面上各邊的網(wǎng)格劃分。 （ 2）面的網(wǎng)格劃分 對(duì)邊進(jìn)行網(wǎng)格劃分實(shí)際上是對(duì)計(jì)算區(qū)域的邊界進(jìn)行離散化，計(jì)算區(qū)域的內(nèi)部同樣需要進(jìn)行離散化，需要對(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行面網(wǎng)格劃分。 選擇 Operation →Mesh →Face ，打開(kāi)對(duì)話框 。 在 Faces 后面的黃色框中選中 ，選中之后，可以看到面上的邊均變成紅色，表示選擇成功。對(duì)話框中的其它選項(xiàng)均保持默認(rèn)值，此時(shí) Spacing 的類型為 Interval size，它左邊的默認(rèn)值為 1。點(diǎn)擊 Apply 確認(rèn) 。 步驟 4：邊界條件類型的指定 在指定邊界條件之前，需要選定一個(gè)求解器，因?yàn)椴煌蠼馄鞯倪吔珙愋筒灰粯?。這里選擇 Solve→Fluent5/6 ，選擇之后 Gambit 布局窗口標(biāo)題欄中的 Solve:Generic 將變成 Solve: Fluent5/6。 選擇 Operation →Zone ，打開(kāi)對(duì)話框 ,指定邊界條件的類型。 首先指定面的上邊為熱源。具體操作為在 Name 右邊的白色框中輸入 heat，選擇 Entity下面的類型為 Edges，然后在 Edges 右邊的黃色對(duì)話框中選擇熱源對(duì)應(yīng)的邊 ，點(diǎn)擊Apply 之后就將 edge3 定義成了熱源。用同樣的方法可以將下邊定義成冷源 cold。左右兩條邊可以不需要定義，保持 Gambit 默認(rèn)即可。都定義完之后，可以得到邊界名稱和邊界類型。 步驟 5：指定計(jì)算區(qū)域的類型 Gambit 默認(rèn)的計(jì)算區(qū)域的類型為流體，而這里墻體內(nèi)部的材料為固體，因此需要設(shè)置。設(shè)置方法為：選擇 Operation →Zone ，打開(kāi)窗口，選擇 Type 為 Solid，選擇 Entity 為Faces，并在 Faces 右邊的黃色對(duì)話框中選擇面 ，然后點(diǎn)擊應(yīng)用，即將計(jì)算區(qū)域的類型指定為固體區(qū)域。 12 步驟 6：網(wǎng)格文件的輸出 選擇 File→Export→Mesh 打開(kāi)輸出文件的對(duì)話框。 注意只有選擇了 Export 2D(XY) Mesh 選項(xiàng)之后才能輸出為 .msh 文件。點(diǎn)擊 Accept之后，窗口下面的 Transcript 內(nèi)出現(xiàn) Mesh was successfully written to ，表示網(wǎng)格文件輸出成功。 2. 利用 Fluent 求解器進(jìn)行求解 利用 Gambit 軟件繪制出幾何圖形、劃分 網(wǎng)格、指定邊界類型以及輸出 Mesh 文件，然后用 Fluent 將網(wǎng)格文件導(dǎo)入，便可以對(duì)其進(jìn)行數(shù)值求解。 步驟 1：網(wǎng)格文件的讀入、檢查及顯示 啟動(dòng) Fluent 的 2D 求解器之后，首先需要對(duì)網(wǎng)格文件進(jìn)行讀入并檢查。 啟動(dòng) Fluent 后，在 Versions 中選擇 2d，點(diǎn)擊 Run 按鈕即可。 （ 1）網(wǎng)格文件的讀入 選擇 File→Read→Case 在 C:\\ntbin\ntx86 下找到 文件并將其讀 入 （ 2）檢查網(wǎng)格文件 選擇 Grid→Check 對(duì)網(wǎng)格文件進(jìn)行檢查，這里要注意最小的網(wǎng)格體 積（ minimum volume）值一定要大于 0。 （ 3）顯示網(wǎng)格 選擇 Display→Grid ，出現(xiàn)網(wǎng)格顯示對(duì)話框。 網(wǎng)格文件的各個(gè)部分的顯示可以通過(guò) Surfaces 下面列表框中某個(gè)部分是否選中來(lái)控制。Surfaces 下面列表框中的都被選中，此時(shí)單擊 Display，就會(huì)看到網(wǎng)格形狀。 步驟 2：選擇計(jì)算模型 一維導(dǎo)熱模型的控制方程只有能量方程，只需要選擇 Define→Models→Energy ，然后在出現(xiàn)的對(duì)話框中選中 Energy Equation,單擊 OK 即完成了方程的選擇。 步驟 3：定義固體的物理性質(zhì) 選擇 Define→Materials, 打窗口，在 Material Type 選項(xiàng)中選擇 solid， Fluent 默認(rèn)的固體材料為鋁 aluminum，我們假定平板的材料為鋁，材料的屬性取默認(rèn)值，點(diǎn)擊 Change/Create按鈕，再點(diǎn)擊 Close 即可。 13 步驟 4：設(shè)置邊界條件 選擇 Define→Boundary Conditions ，對(duì)計(jì)算區(qū)域的邊界條件進(jìn)行具體設(shè)置。對(duì)熱源 heat的邊界類型 wall 點(diǎn)擊 set，出現(xiàn)的對(duì)話框，將默認(rèn)的 Thermal Condition 下的 heat Flux 改為第一類邊界條件 Temperature，在 Temperature 右邊的白色文本框內(nèi)輸入 310。用同樣的方法對(duì)冷源進(jìn)行設(shè)置，其溫度為 300。即熱源和冷源的溫度差為 10K。 步驟 5：求解設(shè)置 （ 1）初始化 選擇 Solve→Initialize→Initialize ，打開(kāi)對(duì)話框。依次點(diǎn)擊 Init、 Apply 和 Close 按鈕。 （ 2）殘差設(shè)置 選擇 Solve→Monitors→Residual ，打開(kāi)對(duì)話框。選擇 Options 下面的 Plot 復(fù)選項(xiàng)，則可在計(jì)算時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示計(jì)算殘差。并將 energy 右邊的殘差設(shè)定為 1e08，然后點(diǎn)擊 OK 按鈕 （ 3）迭代計(jì)算 選擇 Solve→Iterate ，打開(kāi)對(duì)話框。設(shè)置 Number of Iterations 為 200。然后單擊 Iterate按鈕，就會(huì) 顯示 計(jì)算過(guò)程。 步驟 6：保存結(jié)果 選擇 File→Write→Case amp。 Data ，保存所有的設(shè)置和所有的數(shù)據(jù)。 四、模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果 經(jīng)過(guò)上面的迭代計(jì)算，就可以查看模擬計(jì)算的結(jié)果。模擬結(jié)果的主要包括三個(gè)方面：（ 1）平板內(nèi)部的溫度分布；（ 2）平板內(nèi)部的溫度梯度；（ 3）平板總的傳熱量。 （ 1）平板的溫度分布 選擇 Display→Contours ，出現(xiàn)對(duì)話框，在 Contours of 下選擇 Temperature 和 Static Temperature，單擊 Display 出現(xiàn)一個(gè)窗口，按住鼠標(biāo)中間向右拖動(dòng)將等溫度圖適當(dāng)放大（ 圖形的縮放、移動(dòng)可以通過(guò) Display Mouse Button 來(lái)打開(kāi) Mouse Buttons（鼠標(biāo)按鍵）面板進(jìn)行設(shè)定。 ），即可得到溫度分布。 在 Contours 窗口中選中 Options 中的 Filled，可以得到 的溫度分布 云圖 。 （ 3）平板的總傳熱量 選擇 Report→Fluxes ，打開(kāi)對(duì)話框，在 Options 下選擇 Total Heat Transfer Rate， Boundaries下選擇 heat，然后單擊 Compute 即可得到平板的總熱流量為 。根據(jù)傅立葉導(dǎo)熱定律計(jì)算的理論結(jié)果為 60720W，相對(duì)誤差為 %，表明結(jié)果正確。 14 Fluent 保存和編輯圖形的方法： 左鍵（或右鍵）點(diǎn)擊顯示窗口左上角的 圖標(biāo)，點(diǎn)開(kāi)后最下面有三個(gè)選項(xiàng)： Page Setup、Print及 Copy to Clipboard，選擇 Page Setup，出現(xiàn)如下圖所示窗口。 按照上面窗口的設(shè)置完成后點(diǎn)擊 OK，再選擇 Copy to Clipboard，再到 WORD 中粘貼，即可得到彩色白底圖形。 在 Page Setup 中， Picture Format（圖形格式）一欄中可以將圖形格式設(shè)為 Vector（矢量）或 Raster（光柵）。其中 Vector（矢量）格式清晰度高，但操作速度較慢， Raster（光柵）格式清晰度稍差，但操作速度較快，可以根據(jù)自己的需要決定圖形格式。