如图所示的圆柱体，其直径与高度均为1m，其顶部面温度为100℃，下端面及侧面温度为0℃，利用Fluent计算圆柱体内部温度分布。

计算模型如图所示。

1

几何模型

• 启动Workbench，添加Fluid Flow(Fluent)模块

• 右键选择A2单元格，选择菜单New DesignModeler Geometry进入DM模块

• DM模块中选择菜单项Create → Primitives → Cylinder，属性窗口中设置Radius为0.5 m，其他参数保持默认设置，点击工具栏按钮Generate生成几何

• 选择菜单Tools → Symmetry，属性窗口中设置Number of Planes为2，设置Symmetry Plane 1为ZXPlane，设置Symmetry Plane 2为YZPlane，点击工具栏按钮Generate生成几何

最终形成的几何如图所示。

• 关闭DM模块返回至Workbench工作界面

2

网格划分

• Workbench工作界面中双击A3单元格进入Mesh模块

• 选中模型树节点Mesh，属性窗口中设置Span Angle Center为Fine

• 右键选择模型树节点Mesh，点击弹出菜单Generate Mesh生成网格

• 命名边界top、bottom、side、symmetry，如下图所示

• 鼠标选中Mesh节点，点击工具栏按钮Update更新网格

• 关闭Mesh模块返回至Workbench工作界面

3

Fluent设置

• 鼠标双击A4单元格进入Fluent

3.1 Models设置

• 右键选中模型树节点Models > Energy，点击右键菜单On开启能量方程

3.2 Materials

材质为铝，利用Fluent默认的固体材料属性。

3.3 Cell Zone Conditions

• 右键选择模型树节点Cell Zone Conditions > solid，点击弹出菜单Type → solid，弹出计算域设置对话框

• 采用默认材料aluminum，其他参数保持默认设置，点击OK按钮关闭对话框

3.4 Boundary Conditions

• 双击模型树节点Boundary Conditions > top，弹出边界设置对话框

• 设置Temperature为373.15 K，如下图所示

• 相同方式设置bottom及side边界的Temperature为273.15 K

3.5 Controls设置

• 双击模型树节点Contorls，右侧面板中点击按钮Equations…，弹出设置对话框

• 取消选择列表项Flow，点击OK按钮

本案例仅仅求解热传导方程，并不求解流动方程，因此可以将Flow取消选择

3.6 初始化

• 右键选择模型树节点Initialization，点击弹出菜单项Initialize进行初始化

3.7 Run Calculation

• 双击模型树节点Run Calculation，右侧面板中设置Number of Iterations为100

• 点击按钮Calculate进行计算

迭代了5步计算收敛。

• 关闭Fluent返回至Workbench工作界面

4

后处理

• Workbench工作界面中双击A6单元格进入CFD-Post模块

4.1 查看壁面温度分布

• 选择菜单Insert → Contour，属性窗口中设置Locations为bottom,side,symmetry,top

• 设置variable为Temperature，选择Range为Local

• 点击Apply按钮查看温度分布

温度分布如图所示。

4.2 查看轴线上温度分布

• 选择菜单Insert → Location → Line弹出创建线对话框，采用默认名称Line 1

• 属性窗口中设置定义线的两个点坐标分别为[0 0 0]、[0 0 1]，设置Samples为100，点击Apply按钮创建line

• 选择菜单Insert → Chart

• 属性窗口中设置Data Series标签页，设置Location为Line 1

• 切换至X Axis标签页，设置Variable为Z

• 切换至Y Axis，设置设置Variable为Temperature

• 点击Apply按钮显示温度分布

温度分布如图所示。

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道