搜索循環熱傳遞【翻譯】
2017-01-15 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
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、我想通過對一個短管的模擬來做這件事情并且應用循環流動邊界獲得充分發展的流場。
為了這個目的,我使用求解溫度方程的一個改進channelFoam求解器。然而,我不知道如何讓溫度循環。迄今為止,我使用在壁面施加常熱量的fixedGradient邊界,同時縮放各處的溫度為了讓質量加權平均溫度等于入口的溫度。這樣的方法獲取充分發展的質量特性是否正確?
在文獻當中,我看見前人使用無量綱溫度和能量源項但是我將其應用到求解器上毫無線索...顯然地,這個問題的基礎文獻是由Patankar(1977)撰寫的。"在管內充分發展的流場和傳熱在通過截面時呈現出循環周期性變化。"但是我現在暫時無法解決這個。
我知道這個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)測量"出口"溫度特性的方式處理這個問題。這個量對于恒溫壁面估算對流換熱系數非常有用。附件是我打算完成的一個柱子的模擬。
我現在的問題是如何將其運用到OpenFOAM當中?我已經嘗試使用groovyBC將出口的溫度值賦給入口但是我認為更進一步的迭代溫度方程讓這個一團糟。
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了或者是否存在更簡單的方法將一個邊界賦給另一個邊界?jumpCyclic是很有意思的但是迄今為止,我還沒有發現一個算例演示它怎么運行...
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溫度的問題?是否有辦法像FLUENT一樣設置"上游來流整體溫度"?
感謝
Mohammadreza
dvcauwe:
Quote:
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Originally Posted by mra-cfd
Hi
David, |
在這個帖子中解釋了一點細節。(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到你的方程中去抵償平常的熱量的損失/增加,從而實現溫度場的周期。
在定截面的算例中這個方法很容易實現,否者你需要先計算λ(導熱系數),確保通過Patankar文章中提出方法的檢查。
祝好
David
hrvig:
Quote:
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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
你是否達成了Patankar提出的增加源項或者整體溫度與來流溫度相匹配?
如果你成功了,我很想進一步了解。
祝好
Jakob
dvcauwe:
你好,Jakob
事實上,我從來沒有正確解決過λ的問題,但是我大多數的算例是旋轉且常截面因此我可以使用一個固定的熱流通量邊界。對于充分發展的流場來說,意味著你可以為了熱流通量計算線性溫度梯度γ并且將真實的溫度場分為線性梯度和周期場兩部分:T = Tper + gamma*x。將這個表達式帶入溫度方程可以得到一個滿足右手法則的能量匯表達式-Ux*gamma。在OpenFOAM想要表達包含傳熱在內的周期計算就強制你無論如何都要編寫自己的求解器。
這個解決方案比你導出尋找邊界條件簡單多了。
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負標量的pimpleFoam求解器。我的幾何是一個簡單的具有常直徑的彎管。
祝好
Jakob
hrvig:
我又來了
現在我實現了你建議的源項表達式。我開始認為此法可行并且我得到了循環溫度的特征。
唯一的問題是我損失能量。我應該如何設置邊界?
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邊界并且通過fvOptions保證質量守恒。
祝好
Jakob
hrvig:
好的,標記一下
上面的方程是正確的
當我們求解循環部分的時候,導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。
當物性參數和熱力參數被假設為與溫度無關的時候,我們不再關心絕對溫度。
如果誰遇見常熱流量的相同問題,請告訴我,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,剩下的唯一問題就是無量綱溫度T+ = (Twall-T)/Ttau。
至于你的前一個問題,是的,是很正常的,當你想收集統計數據時,離散誤差可能會干擾你。由于離散誤差等原因整體溫度可以稍微模擬。你也可以避免這個問題通過顯式強制整體溫度等于確定的值或者(我認為更好)像你處理你的動量源項一樣動態調整gamma(γ)。
David_010:
你好,Jakob
我想要對管道做相似的事情,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?
我曾經想要像你一樣添加源項到溫度方程里面,對應的溫度梯度在一段時期內沿管軸線呈周期。然后迭代直到gradientT*cp*massFlow的值與壁面產生的熱流量相等。在channelFoam求解器中對壓力梯度和速度采用了類似的方式。不確定這個方法是否好。
祝好
David
hrvig:
我將對進口和出口創建一個高質量的網格以精確匹配。我最終采用blockMesh代替snappyMesh盡管它在創建網格的時候常常花費更多一點時間。
正如dvcauwe建議的那樣,你將會使用整體平均為來保證整個模擬,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我嘗試運行求解器時,會出現一個量綱警告
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,因為我對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gamma的接口
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