搜索循環(huán)熱傳遞【翻譯】
2017-01-15 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
翻譯自:CFD-online
帖子地址:http://www.cfd-online.com/Forums/openfoam-/108735-cyclic-heat-transfer.html
dvcauwe:
親愛的Foamer們:
我現(xiàn)在正在忙于估算不同管道幾何的傳熱特性和壓降、我想通過對(duì)一個(gè)短管的模擬來做這件事情并且應(yīng)用循環(huán)流動(dòng)邊界獲得充分發(fā)展的流場(chǎng)。
為了這個(gè)目的,我使用求解溫度方程的一個(gè)改進(jìn)channelFoam求解器。然而,我不知道如何讓溫度循環(huán)。迄今為止,我使用在壁面施加常熱量的fixedGradient邊界,同時(shí)縮放各處的溫度為了讓質(zhì)量加權(quán)平均溫度等于入口的溫度。這樣的方法獲取充分發(fā)展的質(zhì)量特性是否正確?
在文獻(xiàn)當(dāng)中,我看見前人使用無量綱溫度和能量源項(xiàng)但是我將其應(yīng)用到求解器上毫無線索...顯然地,這個(gè)問題的基礎(chǔ)文獻(xiàn)是由Patankar(1977)撰寫的。"在管內(nèi)充分發(fā)展的流場(chǎng)和傳熱在通過截面時(shí)呈現(xiàn)出循環(huán)周期性變化。"但是我現(xiàn)在暫時(shí)無法解決這個(gè)。
我知道這個(gè)問題以前被討論過但是未被完全解決因此我非常感謝你能夠提供任何線索。
祝好
David
dvcauwe:
我注意到Fluent通過用(Twall-Tbulk,out)/(Twall-Tbulk,in)測(cè)量"出口"溫度特性的方式處理這個(gè)問題。這個(gè)量對(duì)于恒溫壁面估算對(duì)流換熱系數(shù)非常有用。附件是我打算完成的一個(gè)柱子的模擬。
我現(xiàn)在的問題是如何將其運(yùn)用到OpenFOAM當(dāng)中?我已經(jīng)嘗試使用groovyBC將出口的溫度值賦給入口但是我認(rèn)為更進(jìn)一步的迭代溫度方程讓這個(gè)一團(tuán)糟。
在0/T文件下的邊界條件如下:
boundaryField
{
wall
{
type fixedValue;
value uniform 350;
}
periodic_half0
{
type groovyBC;
patchType cyclic;
valueExpression "350-(350-TCyc)*0.995"; //0.5% increase of temperature predicted
variables "TCyc{periodic_half1}=T;";
}
periodic_half1
{
type cyclic;
}
}
誰能給我一些線索我哪里做錯(cuò)了或者是否存在更簡(jiǎn)單的方法將一個(gè)邊界賦給另一個(gè)邊界?jumpCyclic是很有意思的但是迄今為止,我還沒有發(fā)現(xiàn)一個(gè)算例演示它怎么運(yùn)行...
祝好
David
附件:
mra-cfd:
David你好
你是否解決了使用fixedGradient邊界在壁面施加循環(huán)溫度的問題?是否有辦法像FLUENT一樣設(shè)置"上游來流整體溫度"?
感謝
Mohammadreza
dvcauwe:
Quote:
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Originally Posted by mra-cfd
Hi
David, |
在這個(gè)帖子中解釋了一點(diǎn)細(xì)節(jié)。(帖子鏈接:http://www.cfd-online.com/Forums/openfoam/88165-streamwise-periodic-heat-trasnfer.html)基本上是通過添加額外的源項(xiàng)到你的方程中去抵償平常的熱量的損失/增加,從而實(shí)現(xiàn)溫度場(chǎng)的周期。
在定截面的算例中這個(gè)方法很容易實(shí)現(xiàn),否者你需要先計(jì)算λ(導(dǎo)熱系數(shù)),確保通過Patankar文章中提出方法的檢查。
祝好
David
hrvig:
Quote:
|
Originally
Posted by dvcauwe
In
thisthreadit's explained in a bit more
detail. Basically you add an additional source term to your
equations to compensate for the heat loss/gain that would normally
occur in order to make your temperature field periodic. |
大家好
你是否達(dá)成了Patankar提出的增加源項(xiàng)或者整體溫度與來流溫度相匹配?
如果你成功了,我很想進(jìn)一步了解。
祝好
Jakob
dvcauwe:
你好,Jakob
事實(shí)上,我從來沒有正確解決過λ的問題,但是我大多數(shù)的算例是旋轉(zhuǎn)且常截面因此我可以使用一個(gè)固定的熱流通量邊界。對(duì)于充分發(fā)展的流場(chǎng)來說,意味著你可以為了熱流通量計(jì)算線性溫度梯度γ并且將真實(shí)的溫度場(chǎng)分為線性梯度和周期場(chǎng)兩部分:T = Tper + gamma*x。將這個(gè)表達(dá)式帶入溫度方程可以得到一個(gè)滿足右手法則的能量匯表達(dá)式-Ux*gamma。在OpenFOAM想要表達(dá)包含傳熱在內(nèi)的周期計(jì)算就強(qiáng)制你無論如何都要編寫自己的求解器。
這個(gè)解決方案比你導(dǎo)出尋找邊界條件簡(jiǎn)單多了。
祝好
David
hrvig:
Quote:
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Originally
Posted by dvcauwe
Hello
Jakob, |
非常感謝你有用的反饋信息。
你是否在入口和出口使用了這樣的循環(huán)邊界,像在舊版本OpenFOAM中的channelFoam求解器?
到目前為止,我都使用的將溫度看作一個(gè)負(fù)標(biāo)量的pimpleFoam求解器。我的幾何是一個(gè)簡(jiǎn)單的具有常直徑的彎管。
祝好
Jakob
hrvig:
我又來了
現(xiàn)在我實(shí)現(xiàn)了你建議的源項(xiàng)表達(dá)式。我開始認(rèn)為此法可行并且我得到了循環(huán)溫度的特征。
唯一的問題是我損失能量。我應(yīng)該如何設(shè)置邊界?
這是我求解器溫度部分的概況:
Quote:
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fvScalarMatrix
TEqn |
我在入口和出口使用循環(huán)邊界并且通過fvOptions保證質(zhì)量守恒。
祝好
Jakob
hrvig:
好的,標(biāo)記一下
上面的方程是正確的
當(dāng)我們求解循環(huán)部分的時(shí)候,導(dǎo)入邊界的值不是問題。后來線性溫度梯度能被添加從而獲得了正確場(chǎng)。
當(dāng)物性參數(shù)和熱力參數(shù)被假設(shè)為與溫度無關(guān)的時(shí)候,我們不再關(guān)心絕對(duì)溫度。
如果誰遇見常熱流量的相同問題,請(qǐng)告訴我,我很樂意幫助。
dvcauwe:
Quote:
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Originally
Posted by hrvig
Okay, nailed
it.. |
正是,一旦你得到了你的周期溫度場(chǎng),剩下的唯一問題就是無量綱溫度T+ = (Twall-T)/Ttau。
至于你的前一個(gè)問題,是的,是很正常的,當(dāng)你想收集統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí),離散誤差可能會(huì)干擾你。由于離散誤差等原因整體溫度可以稍微模擬。你也可以避免這個(gè)問題通過顯式強(qiáng)制整體溫度等于確定的值或者(我認(rèn)為更好)像你處理你的動(dòng)量源項(xiàng)一樣動(dòng)態(tài)調(diào)整gamma(γ)。
David_010:
你好,Jakob
我想要對(duì)管道做相似的事情,在管壁上周期性的插入元素和常熱流量。你是否有辦法解決它?
我曾經(jīng)想要像你一樣添加源項(xiàng)到溫度方程里面,對(duì)應(yīng)的溫度梯度在一段時(shí)期內(nèi)沿管軸線呈周期。然后迭代直到gradientT*cp*massFlow的值與壁面產(chǎn)生的熱流量相等。在channelFoam求解器中對(duì)壓力梯度和速度采用了類似的方式。不確定這個(gè)方法是否好。
祝好
David
hrvig:
我將對(duì)進(jìn)口和出口創(chuàng)建一個(gè)高質(zhì)量的網(wǎng)格以精確匹配。我最終采用blockMesh代替snappyMesh盡管它在創(chuàng)建網(wǎng)格的時(shí)候常?；ㄙM(fèi)更多一點(diǎn)時(shí)間。
正如dvcauwe建議的那樣,你將會(huì)使用整體平均為來保證整個(gè)模擬,因此我建議你顯式地指定整體溫度為某值或在模擬中調(diào)整gamma值。
祝好
Jakob
hcl734:
你能上傳你的求解器嗎?
我正在嘗試修改buoyantBoussinesqSimpleFoam求解器
我嘗試在求解器中如下定義gamma標(biāo)量:
Code:
{
alphat = turbulence->nut()/Prt;
alphat.correctBoundaryConditions();
volScalarField alphaEff("alphaEff", turbulence->nu()/Pr + alphat);
fvScalarMatrix TEqn
(
fvm::ddt(T)
+ fvm::div(phi, T)
+ U.component(vector::X)*0.0078
- fvm::laplacian(alphaEff, T)
==
fvOptions(T)
);
TEqn.relax();
fvOptions.constrain(TEqn);
TEqn.solve();
fvOptions.correct(T);
rhok = 1.0 - beta*(T - TRef);
}
它能通過編譯但是當(dāng)我嘗試運(yùn)行求解器時(shí),會(huì)出現(xiàn)一個(gè)量綱警告
只使用gamma不能編譯,我猜我一定在其他什么地方定義了gamma但是我不知道在哪里,因?yàn)槲覍?duì)OF編程非常菜。
hcl734:
好的,我自己解決了
只需要在readtransportProperties.h頭文件中增加一個(gè)gamma的接口
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