模拟操作:多时间尺度共轭传热

通过模拟操作,Simcenter STAR-CCM+ 提供了可在单个模拟中包含多时间尺度工作流程的自动化方法。

在涉及多个连续体(例如,共轭传热分析中的固体和流体连续体)的时间精确问题中,一个连续体的物理响应时间可能与其他连续体完全不同。流体可以变得充分发展,并且具有时间周期性的时间尺度为毫秒级,而实现固体中的热稳定性可能需要数十秒。

Simcenter STAR-CCM+ 可以激活和停用与各个连续体相关的求解器,并使用模拟操作自动执行该过程。为实现高效的热求解,使用时间步长 0.2s 在稳态和瞬态固体域中求解流体域。

本教程介绍为排气歧管的加热使用单个模拟、多时间尺度共轭传热 (CHT) 方法。

热分析

下表概述了模拟:

固体域 流体域
物理模型
  • 材料:球墨铸铁
  • 状态方程:恒密度
  • 材料:空气
  • 状态方程:理想气体
  • 流体区域:湍流
边界条件
  • 外边界的热指定对流
  • 进口温度:500 K
  • 速度入口:10 m/s
初始化
  • 温度:300 K
  • 温度:500 K
分析类型 瞬态(加热流程) 定常
离散与求解方法 有限体积 (FV) 有限体积 (FV)
网格 薄体网格化单元 多面体网格单元