配置区域之间的能量耦合

对于同时在两个区域中应用相同时间尺度的 CHT 模拟,可以使用隐式求解过程同时求解这两个区域中的方程。但是,如果时间尺度不同,则必须连续地求解每个区域中的方程。因此,需要也可以为固体侧提供时间平均数据的显式映射交界面。

能量耦合通过显式映射接触界面实现,其中,边界热通量指定 Y+ 传热系数(默认 Y+ = 100)在整个交界面上交换。流体区域可以看到固体区域上的静态温度,而固体区域则从流体侧接收对流数据。

要定义显式映射接触界面:
  1. 选择交界面 > 排气/歧管固体节点并将类型设为映射接触界面
  2. 选择交界面 > 排气/歧管固体 > 物理条件 > 能量耦合选项节点并将能量耦合选项设为显式


需要额外设置来确定每个区域通过交界面接收的数据类型。可在交界面任一侧的边界上指定此行为:
  1. 选择区域 > 排气 > 边界 > 面 [排气/歧管固体] > 物理条件 > 平均时间选项节点并将选项设为瞬时
    瞬时表示固体侧的热数据在整个显式交界面上映射到此边界,而不进行时间平均。因为固体的温度变化速度比流体慢得多,瞬时值已足够。
  2. 选择区域 > 歧管固体 > 边界面 > [排气/歧管固体] > 物理条件 > 平均时间选项节点,并将选项设为滑动窗平均值
  3. 选择物理值 > 平均时间参数节点,然后按如下所示设置属性:
    属性 设置
    滑动样本窗口大小 720
    采样时间差 ${FluidTimeStep(s)}
    此设置意味着每 2 度 CA 使用一个样本更新滚动平均值。
    如上定义平均时间参数后,流体侧的边界热通量和传热系数在整个显式交界面上映射之前将求平均值。
将固体区域的外部壁面边界设为对流热条件。
  1. 选择区域 > 歧管固体 > 边界 > 节点,并设置以下条件:
    节点 属性 设置
    物理条件
    热规范 条件 对流
    物理值
    环境温度 价值 360 K
    热传递系数 价值 6.667 W/m^2-K
  2. 保存模拟。