Fluent模拟太阳辐射的问题.doc

我想做一个模型来模拟地物在自然条件下的温度分布，需要考虑太阳辐射、大气对流传导和地面辐射等因素，用Do模型能计算吗？我自己试了一下，有几个问题没有搞明白，望高手指点：1、如果用稳态计算出来的结果是在初始状态下太阳辐射条件（方向矢量、热流通量等）下达到的平衡状态吗？如果需要知道不同时刻的温度场，是不是应该用瞬态模型计算呢，但是用瞬态模型计算总是不收敛，这样的结果可信吗？2、取一个比目标大几倍的空间作为计算域，空间的边界条件怎么设置，除了入口与出口，其他的边不能设置成壁面吧，设置成对称的边界行吗？3、地面作为大空间的地面，设置成对流传热的壁面，为什么温度总是过高呢（390K）？应该怎么设置壁面的边界条件呢？ 1 是平衡状态的。是应该用瞬态模型，不收敛，如果发散，当然不行。但是如果你是指未能残差降低一定的幅度，那么应该了解这种判据未必合理，应该用温度、速度或通量等更直接的判据。2 流动是自然对流吧？是壁面可以设置成壁面，不是当然不能。你提到“边”，难道是二维模型？那么怎么模拟太阳辐射呢？3 你提到“地面设置成对流传热的壁面”，就是说你认为地面的传热边界条件是预设的，那么有什么必要用CFD呢？你把问题说得再明白一些。 目的是计算在太阳辐射条件下物体与地面的温度分布，最好能将地面对物体的辐射也考虑进去。模型介绍：地面取7*7平方米，深1米，物体为一个边长为1米的立方体，放在地面中心，空间高度取4米，大小与地面相同。空气采用材料库中的air材料，地面采用材料库中的Caco3（碳酸钙）材料，物体为自定义的cube材料。边界条件设置：设置地面以下1米处为恒温壁面，温度为288K，四个侧面为绝热壁面。空气与地面的接触面为耦合壁面，物体与地面接触面conduct-face为导热壁面（假设传热系数为20），物体其余5个与空气接触的面设置成辐射传热。空气设置速度入口与outflow出口，其余三个面设置为symmetry。用Do模型自带的Solar Calculator计算阳光辐射。以上的模型建立以及设置是否合理，望不吝赐教，谢谢！我用这个模型计算，在稳态条件下，迭代了140次收敛（亚松弛因子等都是用的默认设置）。为什么物体的温度始终都和空气温度一样呢，而且地面温度也太高了，什么地方出了问题呢？ 是漏掉了与空气的对流换热吧，我把地面、物体与空气接触的面设置成混合的边界条件，计算结果还是不理想啊，而且对流换热系数不知道，只能假设，这样也会影响计算结果啊！另外怎么考虑地面对物体的辐射传热呢？而且我把太阳辐射的方向角调得比较大（如下午5点）时，按理说物体各个表面的温度应该不同，但是为什么出不来这样的模拟结果呢？ 分析一下传热过程和求解模型：??空气：热对流，求解N-S方程和能量方程??地面土壤、物体：导热，求解能量方程??地面与物体之间：接触传热，用薄壁热阻模型??地面或物体与空气之间：对流换热，Coupled传热边界条件??太阳对地面或物体表面的辐射：投射辐射热流，太阳辐射模型??地面或物体与周遭物体之间：辐射换热，由于处于计算域内部，必须用辐射模型。这部分传热过程是最容易被忽视的，但很多时候是不可忽略的。一般情况比较复杂。在室外，周遭物体包括地面上的物体和天空，它们的辐射性质和温度又不一样，需要适当简化与近似。? ? 有辐射换热时，流体区边界条件不能随便用symmetry边界条件。 不好意思，前两天有点忙，没时间上网，让帖子沉下去了，呵呵由于是新手，关于版主的解答，我还是有些地方不太明白，希望能说得更详细些。1、建模时空气区域是否应该为一个六面体抠去一个小立方体？2、空气区域除了入口、出口以及与地面、物体耦合的面，其余三个面如果不能设置成Symmtry，应该如何设置边界条件？3、耦合的边界条件是这样设置吗：我发现在Gambit中将两个体共有的面合并之后，生成的网格导入到Fluent中才会有耦合选项（即自动生成一个shadow面），但是如果空气区域减去物体（立方体）后，地面就不再是正方形（中间抠去了一个小正方形），这样怎么与仍是正方形的地表耦合呢？用split face命令将地表面用立方体的地面分割成两个面，可以吗？4、薄壁热阻模型具体在Fluent软件中怎么设置边界条件呢？本例中物体立方体的底面与地面是大小不同的面，两个面应如何设置边界条件呢？5、版主列出了各个接触面之间的方程，分析得很全面，但是这些控制方程在Fluent软件中怎么计算呢，如“空气：热对流，求解N-S方程和能量方程；??地面土壤、物体：导热，求解能量方程；??地面与物体之间：接触传热，用薄壁热阻模型”，这些方程是分别计算还是通过Fluent软件的设置，一次就计算完成了呢？6、投射辐射热流怎么计算啊，这个模型在Fluent中什么地