矩形横截面螺旋管的研究毕业论文

矩形横截面螺旋管的研究毕业论文内容摘要：

坐标系，然后单击Apply，并在 Global Control 下点击 ，则出 现几何图形。 步骤 3：网格划分 （ 1）边的网格划分 ht ct 图 11 导热计算区域示意图 x y 11 当几何区域确定之后，接下来就需要对几何区域进行离散化，即进行网格划分。 选择Operation →Mesh →Edge ，打开对话框。 在 Edges 后面的黄色对话框中选中 和。 也可以采用 Shift﹢鼠标左键的方法选中 和。 然后在 Spacing 中选择 Interval count，在其左边的对话框中输入 100，即将这两个边各划分成 100 个等份。 最后点击 Apply 确认。 则出网格划分。 采用同样的方法对面的其它边 进行网格划分，设定 和 的 Spacing 对应的数值为 10，注意 Spacing 的类型仍然为 Interval count，可以得到所示面上各边的网格划分。 （ 2）面的网格划分 对边进行网格划分实际上是对计算区域的边界进行离散化，计算区域的内部同样需要进行离散化，需要对计算区域进行面网格划分。 选择 Operation →Mesh →Face ，打开对话框。 在 Faces 后面的黄色框中选中 ，选中之后，可以看到面上的边均变成红色，表示选择成功。 对话框中的其它选项均保持默认值，此时 Spacing 的类型为 Interval size，它左边的默认值为 1。 点击 Apply 确认。 步骤 4：边界条件类型的指定 在指定边界条件之前，需要选定一个求解器，因为不同求解器的边界类型不一样。 这里选择 Solve→Fluent5/6 ，选择之后 Gambit 布局窗口标题栏中的 Solve:Generic 将变成 Solve: Fluent5/6。 选择 Operation →Zone ，打开对话框 ,指定边界条件的类型。 首先指定面的上边为热源。 具体操作为在 Name 右边的白色框中输入 heat，选择 Entity下面的类型为 Edges，然后在 Edges 右边的黄色对话框中选择热源对应的边 ，点击Apply 之后就将 edge3 定义成了热源。 用同样的方法可以将下边定义成冷源 cold。 左右两条边可以不需要定义，保持 Gambit 默认即可。 都定义完之后，可以得到边界名称和边界类型。 步骤 5：指定计算区域的类型 Gambit 默认的计算区域的类型为流体，而这里墙体内部的材料为固体，因此需要设置。 设置方法为：选择 Operation →Zone ，打开窗口，选择 Type 为 Solid，选择 Entity 为Faces，并在 Faces 右边的黄色对话框中选择面 ，然后点击应用，即将计算区域的类型指定为固体区域。 12 步骤 6：网格文件的输出 选择 File→Export→Mesh 打开输出文件的对话框。 注意只有选择了 Export 2D(XY) Mesh 选项之后才能输出为 .msh 文件。 点击 Accept之后，窗口下面的 Transcript 内出现 Mesh was successfully written to ，表示网格文件输出成功。 2. 利用 Fluent 求解器进行求解 利用 Gambit 软件绘制出几何图形、划分 网格、指定边界类型以及输出 Mesh 文件，然后用 Fluent 将网格文件导入，便可以对其进行数值求解。 步骤 1：网格文件的读入、检查及显示 启动 Fluent 的 2D 求解器之后，首先需要对网格文件进行读入并检查。 启动 Fluent 后，在 Versions 中选择 2d，点击 Run 按钮即可。 （ 1）网格文件的读入 选择 File→Read→Case 在 C:\\ntbin\ntx86 下找到 文件并将其读 入 （ 2）检查网格文件 选择 Grid→Check 对网格文件进行检查，这里要注意最小的网格体 积（ minimum volume）值一定要大于 0。 （ 3）显示网格 选择 Display→Grid ，出现网格显示对话框。 网格文件的各个部分的显示可以通过 Surfaces 下面列表框中某个部分是否选中来控制。 Surfaces 下面列表框中的都被选中，此时单击 Display，就会看到网格形状。 步骤 2：选择计算模型 一维导热模型的控制方程只有能量方程，只需要选择 Define→Models→Energy ，然后在出现的对话框中选中 Energy Equation,单击 OK 即完成了方程的选择。 步骤 3：定义固体的物理性质 选择 Define→Materials, 打窗口，在 Material Type 选项中选择 solid， Fluent 默认的固体材料为铝 aluminum，我们假定平板的材料为铝，材料的属性取默认值，点击 Change/Create按钮，再点击 Close 即可。 13 步骤 4：设置边界条件 选择 Define→Boundary Conditions ，对计算区域的边界条件进行具体设置。 对热源 heat的边界类型 wall 点击 set，出现的对话框，将默认的 Thermal Condition 下的 heat Flux 改为第一类边界条件 Temperature，在 Temperature 右边的白色文本框内输入 310。 用同样的方法对冷源进行设置，其温度为 300。 即热源和冷源的温度差为 10K。 步骤 5：求解设置 （ 1）初始化 选择 Solve→Initialize→Initialize ，打开对话框。 依次点击 Init、 Apply 和 Close 按钮。 （ 2）残差设置 选择 Solve→Monitors→Residual ，打开对话框。 选择 Options 下面的 Plot 复选项，则可在计算时动态地显示计算残差。 并将 energy 右边的残差设定为 1e08，然后点击 OK 按钮 （ 3）迭代计算 选择 Solve→Iterate ，打开对话框。 设置 Number of Iterations 为 200。 然后单击 Iterate按钮，就会 显示 计算过程。 步骤 6：保存结果 选择 File→Write→Case amp。 Data ，保存所有的设置和所有的数据。 四、模拟实验结果 经过上面的迭代计算，就可以查看模拟计算的结果。 模拟结果的主要包括三个方面：（ 1）平板内部的温度分布；（ 2）平板内部的温度梯度；（ 3）平板总的传热量。 （ 1）平板的温度分布 选择 Display→Contours ，出现对话框，在 Contours of 下选择 Temperature 和 Static Temperature，单击 Display 出现一个窗口，按住鼠标中间向右拖动将等温度图适当放大（ 图形的缩放、移动可以通过 Display Mouse Button 来打开 Mouse Buttons（鼠标按键）面板进行设定。 ），即可得到温度分布。 在 Contours 窗口中选中 Options 中的 Filled，可以得到 的温度分布 云图。 （ 3）平板的总传热量 选择 Report→Fluxes ，打开对话框，在 Options 下选择 Total Heat Transfer Rate， Boundaries下选择 heat，然后单击 Compute 即可得到平板的总热流量为。 根据傅立叶导热定律计算的理论结果为 60720W，相对误差为 %，表明结果正确。 14 Fluent 保存和编辑图形的方法： 左键（或右键）点击显示窗口左上角的 图标，点开后最下面有三个选项： Page Setup、Print及 Copy to Clipboard，选择 Page Setup，出现如下图所示窗口。 按照上面窗口的设置完成后点击 OK，再选择 Copy to Clipboard，再到 WORD 中粘贴，即可得到彩色白底图形。 在 Page Setup 中， Picture Format（图形格式）一栏中可以将图形格式设为 Vector（矢量）或 Raster（光栅）。 其中 Vector（矢量）格式清晰度高，但操作速度较慢， Raster（光栅）格式清晰度稍差，但操作速度较快，可以根据自己的需要决定图形格式。