實現FLUENT的P 1輻射模型

2021-09-23 14:17:25 字數 1212 閱讀 3589

通過udf和使用者定義輸送方程實現p-1輻射模型,在模型中,入射輻射變數g在區域內通過擴散和源項組成的方程描述

壁面上g的邊界條件等於輻射壁面熱流q的負數,在這個方程中n是外法向量。

在fluent中,被控制標量的梯度的分量垂直於單元邊界(面),∇是主要和次要分量總和的估計。主要分量代表由單元質心定義方向上的梯度,次要分量是沿著分隔兩個單元的面的方向。從這個資訊中,面法向量可確定。梯度的次要分量可使用fluent巨集boundary_secondary_gradient_source來建立。這個巨集的使用首先要求定義單元幾何資訊,它可使用第二個巨集boundary_face_geometry(見section 5.4.5)容易的獲得。你將在定義g的壁面邊界條件的 udf中看到這些巨集的呼叫。

為了完成p1模型的實現,輻射能量方程必須與熱能方程耦合。這可通過修改源項和能量方程的壁面邊界條件來完成。首先應考慮如何修改能量方程的源項。入射輻射梯度與輻射熱流是成比例的。輻射熱流區域性的增加(或減小)可歸結於能量方程通過吸收和散射機理的區域性減小(或增加)。所以,輻射熱流梯度是能量方程的(負的)源項。如使用者指南中顯示的,入射輻射能量方程 10.5.3的源項等於輻射熱流的梯度,因此,它的負值指定了需要修改的能量方程的源項。

現在,考慮如何修改壁面上能量的邊界條件。區域性地,能量從壁面傳遞預設的計算流體的唯一模式是傳導。在包含輻射影響時,必須計算流體與壁面之間的輻射傳熱。(如果你使用了fluent的內建的p1模型,這項將被自動地計算)。巨集define_heat_flux允許通過指定section4.3.3中討論的qir方程的係數來修改壁面邊界條件以適應第二種傳熱模式。對壁面的淨輻射熱流已經由方程10.5.5給出。比較這個方程與section 4.3.3中qir方程將為cir得出合適的係數。

define_adjust udf用於通知fluent檢查已定義的(在求解器中)合適的使用者定義標量數。最後,能量方程必須指定源項等於入射輻射方程中使用的源項的負值,而defing_heat_flux udf用於改變能量方程壁面上的邊界條件。

在求解器中,必須至少啟用乙個使用者定義標量輸運方程。標量擴散率在materials面板中為標量方程指定。標量源項和能量源項在邊界條件面板中為流體區域指定。壁面上標量方程的邊界條件在邊界條件面板中為壁面區域指定。define_adjust and define_heat_flux函式在user-defined function hooks面板中指定。

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