热边界条件
模拟非等值热流时,需要指定如何确定跨壁面边界的能量流。Simcenter STAR-CCM+ 提供了各种选项,例如定义绝热壁面、指定固定壁面温度或假设边界外侧的对流流。

边界输入
输入 | 绝热 | 对流 | 热通量 | 热源 | 温度 |
---|---|---|---|---|---|
静态温度
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热通量
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热源
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环境温度
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热传递系数
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热阻
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计算值
- 壁面处的静态流体温度
- 热通量
- 绝热
- 绝热壁面不允许跨边界的热传递。因此:(1670)壁面处的流体温度计算如下:(1671)
其中
is the static fluid temperature extrapolated from the near-wall cell center at the interior of the domain. - 温度
-
壁面处的流体温度可设为用户指定温度:
(1672)在边界处指定温度时,Simcenter STAR-CCM+ 将壁面到域的热通量(无辐射)计算为:(1673)其中
为壁面处的温度梯度, 为导热率。此热通量根据 Eqn. (898) 所述离散化:
其中:
-
-
-
(近壁网格单元中的温度梯度) -
-
将点积用于面积 a 之前,此表达式为:
它可以重新排列为:
壁面热通量
线性化为:(1675)其中,
和 分别是网格单元温度和壁面温度。A、B、C 和 D 是净壁面热通量系数。之后内部热通量系数的获取如下:
-
= -
= -
= -
= 0
-
- 热通量
- 对于此热指定,需要指定壁面处的热通量密度
。通过此热通量密度,Simcenter STAR-CCM+ 根据以下内容计算壁面处的流体温度:(1676)相同的线性化应用如温度指定所述。
- 对流
- 对流壁面边界会考虑从环境向边界外侧的对流热通量:
- 热源
- 指定整个壁面边界上的总热
。Simcenter STAR-CCM+ 施加:(1680)其中
为壁面边界的面积。