分离流体能量模型参考

分离流体焓模型将化学热焓作为求解变量来对总能量方程 Eqn. (1658) 求解。然后根据状态方程从焓计算温度。对于涉及燃烧的任何模拟，建议使用此模型。小火焰燃烧模型需要使用它。

分离流体温度模型将温度作为求解变量来对总能量方程 Eqn. (1658) 求解。然后根据状态方程从温度计算焓。此模型适用于不涉及燃烧的模拟。

分离流体等温模型将保持连续体中的温度固定。对于温度变化很小且可忽略不计的问题，求解普通能量传输方程的计算成本可能昂贵，因为有时会生成近似固定的温度场。因此，Simcenter STAR-CCM+ 纳入了等温能量选项，为需要温度的所有模型提供固定温度场。


模型名称和缩写	分离流体焓		SFE
	分离流体温度		SFT
	分离流体等温		SFI
理论	请参见流体流和热传递。
提供方式	[物理连续体] > 模型 > 可选模型
节点路径示例	连续体 > 物理 1 > 模型 > 分离流体焓
要求	材料：气体、液体、多组分气体、多组分液体、欧拉多相流反应期：任何流体: 分离流如果选择小火焰燃烧模型，则将自动选择分离流体焓（激活 Auto-select recommended physics models(自动选择推荐物理模型) 复选框时）。
属性	连续体温度 (SFI) 对流（SFE、SFT）流体边界扩散（SFE、SFT）二阶梯度（SFE、SFT）请参见分离流体能量模型属性。
激活	物理模型	可选模型：沸腾、周向热通量平均、热舒适性、薄膜
	模型控制（子节点）	有界差分（SFE、SFT）请参见模型控制。
	材料属性	导热率请参见材料属性。
	参考值	最大许可温度最小许可温度请参见参考值。
	初始条件	静态温度（SFE、SFT）请参见初始条件。
	边界输入	请参见边界设置（SFE、SFT）。
	区域输入	请参见区域设置（SFE、SFT）。
	交界面输入	请参见交界面设置（SFE、SFT）。
	监视器	能源
	求解器	分离能量请参见求解器。
	报告选项	热交换器（双流体）热交换器（单流体）热传递恒熵效率温度校正请参见报告。
	场函数	对于 SFE 和 SFT： Boundary Advection Heat Flux(边界平流热通量) Boundary Advection Heat Transfer(边界平流热传递) Boundary Conduction Heat Flux(边界传导热通量) Boundary Conduction Heat Transfer(边界传导热传递) Boundary Heat Flux(边界热通量) Boundary Heat Flux on External Side(外侧边界热通量) Boundary Heat Flux Radiation Coefficient(边界热通量辐射系数) Boundary Heat Transfer(边界热传递) Effective Conductivity(有效传导率) Energy Residual(能量残差) External Ambient Temperature(外部环境温度) External Heat Transfer Coefficient(外部热传递系数) Flow Work Energy Source(流动功能量源) Heat Exchanger Energy Source(热交换器能量源) 热交换器温度差热交换器温度跃变热传递系数内部壁面热通量系数，A 内部壁面热通量系数，B 内部壁面热通量系数，C 内部壁面热通量系数，D 局部热传递系数 Local Heat Transfer Reference Temperature(局部热传递参考温度) 净壁面热通量系数，A 净壁面热通量系数，B 净壁面热通量系数，C 净壁面热通量系数，D 努赛尔数 Porous Solid Conductivity(多孔固体传导率) Relative Total Enthalpy(相对总焓) 相对总温 Rothalpy(转子焓) 比热 Specified Y+ Heat Transfer Coefficient(指定 Y+ 热传递系数) Specified Y+ Heat Transfer Reference Temperature(指定 Y+ 热传递参考温度) 静焓（仅限 SFE）温度温度系数 Temperature on External Side(外侧温度) 导热率热阻 Time Averaged Boundary Heat Flux(平均时间边界热通量) 总能量总焓总温请参见热传递场函数参考。

分离流体能量模型属性

连续体温度

指定连续体的温度。

对流

设置 Simcenter STAR-CCM+ 用于计算适当传输方程中网格单元面上的对流通量的离散格式。有关更多信息，请参见“对流项”的相关主题：

一阶：一阶迎风格式。此格式根据流向按上游或下游质量流率来比例缩放传输物理量。仅当高阶格式无法给出收敛或要在切换到高阶格式之前获得初始求解时，才使用此格式。
二阶：二阶迎风格式。此格式引入了在上游或下游面的任一侧上对网格单元值求线性插值。使用此格式会导致降低收敛属性，但提供的精度与一阶格式相同甚至更高。
MUSCL 三阶/CD：混合 MUSCL 三阶/中心差分。添加有界差分子节点。

流体边界扩散

激活时，此属性将包括如 Eqn. (899) 所给定的流体边界扩散通量（或流模型的粘性通量）。默认情况下，此属性已激活。

二阶梯度

Simcenter STAR-CCM+ 流动求解器中有两个二阶梯度源：

用于扩散的边界二阶梯度
网格单元面上用于扩散的内部二阶梯度

使用此属性可控制求解器中要包括哪些梯度。打开时将提供两种梯度，关闭时排除这两种梯度。选择仅限内部和仅限边界时，将选择相应的梯度。

模型控制

有界差分

将对流设为 MUSCL 三阶/CD 时，该子节点变为可用。

迎风混合因子: 指定迎风差分比例，与 Eqn. (891) 相关的 $ς_{u b f}$ 。默认值为 1.0。; 默认值可为格式提供最大稳定性。原则上，减小此值可提高精度。但是，除非通晓有界差分的理论，否则不要更改此属性。默认值反映了精度和性能的优化。

材料属性

导热率

指定流体的导热率

k

。


方法	对应方法节点
常数	常数使用标量分布值指定导热率。
场函数	场函数使用标量场函数指定导热率。
运动理论使用运动理论方法计算导热率。	运动理论此节点不提供任何属性。选择运动理论方法会添加以下材料属性：偶极矩分子共价键极性度量（始终以德拜为单位）。兰纳-琼斯特征长度（以埃为单位） $σ$ Eqn. (844) 中系数的值。对于多组分气体，此值作为气体组分的质量加权平均值计算。如果调整此值，确保它真实地表示文献中给定的特定材料值。兰纳-琼斯能吸引势能（以 K 为单位）。如果调整此值，确保它真实地表示文献中给定的特定材料值。分子类型使用以下值描述分子结构： 0：原子 1：线性分子 2：非线性分子旋转旋转松弛碰撞数（无量纲）。
多项式 (T)	多项式 (T) 请参见使用多项式 (T)。
幂次定律使用幂次定律计算导热率。	幂次定律显示以下属性：参考温度 — 参考温度 $T_{0}$ （在 Eqn. (133) 中）。参考值 — 参考导热率 $k_{0}$ （在 Eqn. (133) 中）。温度指数 — 温度指数 $n$ （在 Eqn. (133) 中）。
Sutherland 定律使用 Sutherland 定律计算导热率。	Sutherland 定律显示以下属性：参考温度 — 参考温度 $T_{0}$ （在 Eqn. (130) 中）。参考值 — 参考导热率 $k_{0}$ （在 Eqn. (130) 中）。 Sutherland 常数 — Sutherland 常数 $S$ （在 Eqn. (130) 中）。
表 (T) 将导热率表格化为温度的函数。	表 (T) 请参见使用表 (T)。
表 (T,p) 将导热率表格化为温度和压力的函数。	表 (T,p) 请参见使用表 (T,p)。

参考值

最大允许温度

连续体中任意位置允许的最大温度值。

能量模型（耦合能量、耦合固体能量、分离固体能量、分离流体焓、分离流体等温和分离流体温度）将限制温度校正，使校正后的值不超过此最大值。如果超过，则输出窗口中将显示一条消息。

最小允许温度

连续体中任意位置允许的最小温度值。

能量模型（耦合能量、耦合固体能量、分离固体能量、分离流体焓、分离流体等温和分离流体温度）将限制温度校正，使校正后的值不降至此最小值以下。如果超过，则输出窗口中将显示一条消息。

初始条件

静态温度: 设置连续体的初始静态温度。

边界设置

注	所有无需设置任何条件或值的边界类型均不会列出。

质量流量入口和滞止入口

总温: 边界的总温。

速度入口、压力出口和自由流

静态温度: 边界的静态温度。

壁面

能量周向平均

设为开时，将激活边界和其区域之间的热通量平均和相对旋转，例如固定边界和旋转区域中流体。请参见具有固定壁面边界的旋转流体的能量平均。默认值为关闭。

仅当壁面边界的切向速度与流体区域的角速度不同时，此选项才会变为可用。可通过以下某种方法实现该速度差：

壁面边界与不同于区域参考坐标系的参考坐标系关联，而且两个参考坐标系统之间的旋转矢量（= 旋转轴 x 旋转速率）不相同。可以通过定义移动参考坐标系来旋转流体区域。有关更多信息，请参见参考坐标系。
壁面边界与流体区域的相同参考坐标系关联，但切向速度指定设为不同的速度。

此设置与周向热通量平均模型、多孔介质模型或欧拉多相流模型（流体体积 (VOF) 模型除外）不兼容。

热规范

可用于确定如何指定整个边界的能量流。


方法	对应的物理值节点
热通量	热通量指定整个边界的能量流动量（以 W/m² 为单位）。正指定热通量值 $q$ 表示热正在流入域。这与边界热通量的约定相反： $q_{w} = q \cdot n$ 对于热流入是负值（由于边界处指向外部的表面法向）。此时， $q$ 的符号被切换。
热源	热源以 W 为单位指定总热源。
温度	静态温度指定 K 中的边界温度。
绝热指定整个边界中没有任何能量传递。	无。
对流指定整个边界的对流通量（以 W/m² 为单位）。	环境温度以 K 为单位指定环境温度。热传递系数以 W/m²K 为单位指定热传递系数。

用户指定的壁面热通量系数

控制是否在边界处指定热通量关系。


方法	对应的物理值节点
无将此功能保留为关闭状态。	无。
指定激活此功能。	壁面热通量用户系数，A 壁面热通量常系数的用户部分， $A$ 。壁面热通量用户系数，B 壁面热通量单元温度系数的用户部分， $B$ 。壁面热通量用户系数，C 壁面热通量的壁温度系数的用户部分， $C$ 。壁面热通量用户系数，D 壁面热通量的壁温度系数的用户部分， $D$ 。用户指定的系数将与内部计算的净系数相加，如 Eqn. (203) 中给定。
指定净值为净通量激活此特征。	将净边界热通量系数设为等于用户指定的热流量系数，如 Eqn. (204) 中给定。此方法仅在多相分离流模拟中可用。

挡板交界面边界、多孔挡板交界面边界和接触交界面边界

用户指定的壁面热通量系数: 与壁面相同。

映射接触交界面边界

静态温度: 自动设置与温度热边界条件一起使用的静态温度。使用映射温度方法。; 当交界面的能量耦合选项设为显式时，此值节点将变为可用。

区域设置

以下区域值和条件适用于流体和多孔区域（SFE、SFT）：

热交换器 UAL

对于流体-固体类型双流体热交换器，表示局部（或网格单元）换热率，该换热率可指定为常数，也可指定为流体属性的函数。指定的值加到流体能量方程的源项，并从固体能量方程的源项减去。

当热交换器交界面的热交换器法设为基础双流体或实际流双流体时，此值节点将变为可用。

热交换器出口温度指定

可用于指定出口处的温度。

当能量源选项设为热交换器时，此条件节点将变为可用。


出口温度	对应的物理值节点
推断可用于指定总传热率，同时使 Simcenter STAR-CCM+ 可以计算出口处的温度。	热交换器总能量比率指定进出设备的固定传热率，其测量单位通常为瓦特。此物理量表示热交换器焓源的能量传递总量。
指定可用于指定出口处的温度，同时使 Simcenter STAR-CCM+ 可以计算总传热率。	目标出口温度显示以下属性：目标出口温度 — 指定出口处的目标温度。亚松弛因子 — 控制当 Simcenter STAR-CCM+ 计算传热率时新计算取代旧计算的范围。传热率显示为只读属性

能量源选项

指定是否要输入能量源项以及要输入的类型。能量源对应于 Eqn. (1657) 中的

S_{u} d V

。


能量源选项	对应的物理值节点
无	无。
体积热源	体积热源以 W/m³ 为单位，指定用户自定义的体积热源。能量源温度导数表示能量源相对温度的线性化。其值默认设为零。当源项的函数为温度函数时，提供导数的值有助于稳定求解。如果源恒定或不是温度函数，则保留此值为零。
总热源	热源以 W 为单位，指定用户自定义的总热源。如果热源分布使用场函数或用户程序，则单个网格单元的热源之间的关系由场函数指定，且整个区域的热源为： $h_{c} = h_{t o t} V_{c} / V_{t o t}$ 其中： $h_{c}$ 为网格单元的热源。 $h_{t o t}$ 为体积或表面的总热源。 $V_{c}$ 为网格单元体积。 $V_{t o t}$ 为总体积。对于二维模拟，体积将替换为表面积。能量源温度导数与体积热源相同。
比热源	比热源以 W/kg 为单位，指定用户自定义的总热源。能量源温度导数与体积热源相同。
热交换器	热交换器最小温度差指定以下对象之间的最小允许温度差：指定的热交换器温度与加热器的最大流体温度（即当指定的热交换器总能量比率为正时）。指定的热交换器温度与冷却器的最小流体温度（即当指定的热交换器总能量比率为负时）。热交换器边界指定热交换器（单流体）报告所使用的上游流体和下游流体交界面边界：上游流体交界面：流体进入热交换器区域时通过的交界面边界。下游流体交界面：流体离开热交换器区域时通过的交界面边界。此节点假设热交换器区域与另外两个区域相互作用。热交换器第一次迭代设置第一次热交换迭代，从该迭代开始，热交换器焓源处于活动状态，并开始对能量方程的源项产生作用。理想情况下，当流体求解开始符合其最终模式（至少在方向方面）时，激活热交换器源项。对于复杂程度中等的几何，通常可在流动求解器的前 50 次迭代中实现符合性。热交换器温度指定热交换器焓源的参考温度。将从参考温度中减去每个网格单元的局部流体温度，以确定网格单元中传入和传出的相对热量。请参见 Eqn. (225)中的 $T_{r e f}$ 。有关详细信息，请参见使用单流体热交换器选项。

以下值适用于多孔区域（SFE、SFT）：

固体密度: 指定固体密度：Eqn. (1846) 中的 $ρ_{s o l i d}$ 。Eqn. (1846) 中的流体密度 $ρ_{f l u i d}$ 是为流体连续体指定的密度属性。它作为标量分布输入。; 此节点仅适用于非稳态模拟。
固体比热: 指定固体比热：Eqn. (1840) 中的 $C_{p - s o l i d}$ 。它作为标量分布输入。; 此节点仅适用于非稳态模拟。
固体导热率: 指定 Eqn. (1846) 中的 $k_{s o l i d}$ 。Eqn. (947) 中的流体导热率 $k_{f l u i d}$ 提取自为流体连续体指定的属性。它作为张量分布输入。

交界面设置

挡板交界面、多孔挡板交界面

挡板热选项

指定挡板是否传导能量。


挡板热选项	对应的物理值节点
非导热通过挡板时不发生导热。	无。
导电通过挡板时发生导热	热阻挡板导热的热阻值。对于导热率不相同的多种材料的导热，可以设置多层阻抗。

能量源选项

为交界面提供能量源选项。

当挡板热选项设为导热时，此条件节点将变为可用。


选项	对应的物理值节点
无不指定能量源。	无。
热通量	热通量指定整个交界面的能量流动量（以 W/m² 为单位）。
热源	热源以 W 为单位指定总热源。

风机交界面

风机热生成率: 指定风机每单位时间生成的热。此热将添加到风机出口的流中。
风扇曲线温度比例缩放: 使用数据温度比例缩放风扇性能曲线。请参见指定风扇曲线温度比例缩放。

风扇交界面

风扇曲线温度比例缩放: 使用数据温度比例缩放风扇性能曲线。请参见指定风扇曲线温度比例缩放。

充分发展的交界面

充分发展能选项

指定交界面处的能量源选项。


方法	对应的物理值节点
周期交界面处没有温度或焓不间断。	无。
固定温度壁面如果周期域的壁面保持在固定温度，则此选项适用。如果壁面温度发生变化，则温度分布的数值不正确，将出现错误。激活`流入温度指定`条件节点	温度参考值指定用于参考温度的参考边界。
固定热通量壁面如果在周期域的壁面处引入固定热通量，则此选项适用。如果热通量发生变化，则温度分布的数值可能会受影响，从而引入额外的错误。可接受周期性变化的热通量，这是因为生成的温度场为线性，允许应用叠加原理。激活`流入温度指定`条件节点	无。

流入温度规范

指定交界面处的温度选项。

当充分发展的能量源选项设为固定温度壁面或固定热通量壁面时，此条件节点将变为可用。


方法	对应的物理值节点
总体平均流入温度	总体流入温度指定流入边界处的总体平均温度。
最小流入温度	最小流入温度指定流入边界处的温度下限对于固定温度壁面条件，此值应小于参考温度。
最大流入温度	最大流入温度指定流入边界处的温度上限。对于固定温度壁面条件，此值应大于参考温度。

接触交界面

热规范

可用于指定交界面的热条件。


方法	对应的物理值节点
共轭传热交界面处的温度由通过交界面传递的热决定。	接触热阻交界面导热的热阻值。如果场函数定义了该值且场函数的忽略边界值属性已激活，则使用由交界面边界-0 属性标识的边界旁边的网格单元的数据来计算此函数。
指定温度两个父边界在交界面处的温度与指定的温度相同。	静态温度交界面的静态温度值。

能量源选项

为交界面提供能量源选项。


方法	对应的物理值节点
无	无。
热通量	热通量指定整个交界面的能量流动量（以 W/m² 为单位）。
热源	热源以 W 为单位指定总热源。

映射接触交界面

能量耦合选项

指定整个交界面上能量方程的隐式或显式耦合。


方法	对应的物理值节点
隐式自动设置（当交界面连接两个固体区域时）。当交界面将一个固体区域与一个流体区域相连时，如果两侧的时间尺度相似，则可以使用此方法。	接触热阻交界面导热的热阻值。如果场函数定义了该值且场函数的忽略边界值属性已激活，则使用由交界面边界-0 属性标识的边界旁边的网格单元的数据来计算此函数。
显式（仅当交界面将一个固体区域与一个流体区域相连时才可用）如果两侧的时间尺度相差很大，则可以使用此方法。此方法会导致跨两个交界面边界映射热场。此方法对固体交界面边界应用对流热边界条件，而对流体交界面边界应用温度热边界条件。	无。

能量源选项

与接触交界面相同。

当交界面的能量耦合选项设为显式时，此条件节点不可用。

热交换器交界面

热交换器法

指定双流体热交换器方法。请参见基础双流体热交换器选项和实际双流体热交换器选项。


选项	对应的物理值节点
不活动不会影响能量方程的源项。	无。
基础双流体	热交换器第一次迭代对于流体-流体类型热交换器，设置第一次热交换迭代，从该迭代开始，热交换器处于活动状态，并开始对能量方程的源项产生作用。
实际流双流体	热交换器第一次迭代与基础双流体相同

热交换器数据规范

对于流体-流体类型热交换器，可用于设置传热率。请参见热交换器数据指定参考。

当热交换器法设为基础双流体或实际流双流体时，此条件节点将变为可用。

热流入口温度规范

对于流体-流体类型热交换器，无需设置热入口处的温度，即可设置热交换器的目标散热率。然后，Simcenter STAR-CCM+ 可预测入口处保持散热率所需的温度。请参见目标散热。

当热交换器法设为基础双流体或实际流双流体时，此条件节点将变为可用。

分离能量求解器属性

分离能量求解器可控制分离流体能量模型和分离固体能量模型的求解更新。

可以使用以下求解器和求解器选项：

分离能量
Fluid Under Relaxation Ramp(流体亚松弛跃升)
Solid Under Relaxation Ramp(固体亚松弛跃升)
AMG 线性求解器
激活浓缩电解质电化学模型时，分离能量由第三方 Hypre 线性方程求解器求解。Hypre 提供了一些最常用的基于克雷洛夫的迭代方法，可结合其可扩展的预解算子一起使用。有关更多信息，请参见 HYPRE。

分离能量

流体亚松弛因子、固体亚松弛因子: 为了提升收敛，这些属性用于在迭代过程中亚松弛求解的变化。如果残差显示求解发散且不下降，则减小亚松弛因子。
冻结求解器: 开启时，求解器在迭代过程中不更新任何物理量。该选项默认情况下关闭。这是一个调试选项，由于缺少储存，它可能导致不可恢复的错误和错误的求解。有关详细信息，请参见有限体积求解器参考。
冻结重构: 开启时，Simcenter STAR-CCM+ 不会在每次迭代时更新重构梯度，而是使用上一次迭代更新的梯度。激活保留临时储存与此属性结合使用。默认情况下，此属性处于关闭状态。
归零重构: 开启时，求解器在下一次迭代时会将重构梯度设为零。此操作意味着，用于迎风的面值 (Eqn. (905)) 以及用于计算网格单元梯度的面值（Eqn. (917) 和 Eqn. (918)）将变为一阶估计值。默认情况下，此属性处于关闭状态。如果开启此属性之后关闭它，则求解器将在下一次迭代时重新计算梯度。
保留临时储存: 开启时，Simcenter STAR-CCM+ 将保留求解器在迭代期间生成的额外场数据。保留的特定数据取决于求解器，且在后续迭代期间可用作场函数。默认情况下关闭。
启用高精度时间离散: 提供使用四个或五个时间级别执行二阶时间离散化的选项。请参见设置高精度时间离散。

报告

热交换器（双流体）: 使用具有两个区域之间的交界面的计算。此方法涉及冷流体束与热流体束之间的热交换。将这些流束建模为两个不同的物理连续体（每个具有不同的材料属性）。请参见热交换器。
热交换器（单流体）: 使用具有一个区域的计算。在此方法中，假设一个流体具有统一温度，并通过指定热交换器焓源对其他流体建模。请参见热交换器。
热传递: 以瓦特为单位报告边界处的总热传递。请参见热传递。
恒熵效率: 报告一个或多个入口边界与一个或多个出口边界之间的过程的恒熵效率。请参见恒熵效率报告。
温度校正: 报告在每次迭代结束时温度计算的缩放校正。请参见温度校正

出口温度	对应的物理值节点
推断可用于指定总传热率，同时使 Simcenter STAR-CCM+ 可以计算出口处的温度。	热交换器总能量比率指定进出设备的固定传热率，其测量单位通常为瓦特。此物理量表示热交换器焓源的能量传递总量。
指定可用于指定出口处的温度，同时使 Simcenter STAR-CCM+ 可以计算总传热率。	目标出口温度显示以下属性：目标出口温度 — 指定出口处的目标温度。亚松弛因子 — 控制当 Simcenter STAR-CCM+ 计算传热率时新计算取代旧计算的范围。传热率显示为只读属性

方法	对应的物理值节点
共轭传热交界面处的温度由通过交界面传递的热决定。	接触热阻交界面导热的热阻值。如果场函数定义了该值且场函数的忽略边界值属性已激活，则使用由交界面边界-0 属性标识的边界旁边的网格单元的数据来计算此函数。
指定温度两个父边界在交界面处的温度与指定的温度相同。	静态温度交界面的静态温度值。