STAR CCM+中进行传热计算的一些总结

STAR CCM+中进行传热计算的一些总结。

1. 基础理论可以学习《传热学》。中文教材推荐陶文铨，传热学（第五版），高等教育出版社，英文教材推荐J.P.Holman，Heat Transfer，机械工业出版社。这类教材内容都大同小异，随便一本看透就好

2. 热传导计算时，在物理模型中选择使用Coupled Solid Energy或Segregated Solid Energy

3. 稳态热传导计算时需要检查设置材料介质的热导率；瞬态热传导计算需要指定密度、比热及热导率

4. 多个固体部件热传导时，需要设置Interface，可以在Interface中直接设置接触热阻，也可以不设置热阻

5. 只有采用了相同Physics Continuum的固体区域，其接触Interface才能被设置为Internal，当然软件会自动将接触面设置为内部面

6. 多部件热传导计算时，可以为不同材料介质的部件指定Physics Continuum；也可以使用一个Multi-Component Solid，然后为每一种材料介质分配部件

7. 在进行共轭传热计算时，在生成网格之前最好对所有的几何部件进行Imprint操作，这样能够确保所有接触区域网格共节点

8. 如果interface两侧的网格不共节点，则需要设置interface为mapped interface，此时计算过程中通过插值来确保界面上的数据一致，采用此方法会影响计算精度

9. 共轭传热计算中，可以将Interface转化为Shell Region，可以直接指定该区域的厚度或材料介质来模拟接触热阻，而无需创建薄层几何。同时需要注意，Shell Region的几何类型应当选为Shell Three Dimension

10. 自然对流计算需要考虑重力计算与材料介质的密度，最常用的是将流体密度设置为Ideal Gas。也可以使用常密度的Boussinesq Model，不过需要注意Boussinesq Model仅适用于温度幅度较小的场合（如气温），而且该模型需要额外设置参考温度

11. STAR CCM+中的热辐射模型分为两种：考虑介质与不考虑介质。能考虑介质对热辐射影响的模型有DOM与Spherical Harmonics，不考虑介质影响的模型有Surface-to-Surface Radiation与Surface Photon Monte Carlo模型

12. 若模型中涉及到热辐射计算，且该模型中包含有Interface，则需要注意设置Interface的辐射参数：发射率、反射率与透射率

13. 辐射计算中，边界上的发射率、反射率和透射率之和为1，若超过1软件会提示错误。

14. 太阳辐射模型中，正X方向为北方、正Y方向为西方，正Z方向为向上。通过几何建模来控制模型方位。

15. 凝固熔化模型隐藏在VOF模型下面，该模型设置的重点在于材料介质参数

16. STAR CCM+中包含有壁面沸腾模型，其位于欧拉多相流下面，可以考虑壁面受热引起的过冷沸腾现象