求解热-流动耦合问题最有效的方法取决于流体性质对温度的依赖程度,可分为以下4种情况:
1.常流体性质
在这种情况下,流场的解答和流体性质对温度的依赖程度无关,而且求解在没有激活温度方程的条件就可以收敛。一旦完成了流动解,温度方程就变为线性。因此温度松弛因子设置为1后,在一个全局迭代中就可以求解温度方程。具体操作方法如下:
命令:FLDATA25,RELX,TEMP,1.0
菜单:Main Menu→Preprocessor→FLOTRAN Set Up→Relax/Stab/Cap→DOF Relaxation
菜单:Main Menu→Preprocessor→FLOTRAN Set Up→Relax/Stab/Cap→Prop Relaxation
菜单:Main Menu→Solution→FLOTRAN Set Up→Relax/Stab/Cap→DOF Relaxation
菜单:Main Menu→Solution→FLOTRAN Set Up→Relax/Stab/Cap→Prop Relaxation
2.强制对流与温度相关的物性
在大多数情况下,流动模式和温度场相关性不大,可以在每一个全局迭代过程中选择求解温度方程,或者在激活求解温度方程之前,先进行流场的计算。在后一种情况下,为了改进随着物性变化的流场,仍需要同时求解流动方程和温度方程。
3.自然对流与温度相关的物性
在这种情况下,流动的驱动力来源于由温度变化而引起的流体密度的变化。此时必须激活求解流动和温度选项。具体操作如下:
(1)指定重力加速度
命令:ACEL
菜单:Main Menu→Preprocessor→FLOTRAN Set Up→Flow Environment→Gravity(www.xing528.com)
菜单:Main Menu→Solution→FLOTRAN Set Up→Flow Environment→Gravity
(2)激活可变密度选项
命令:FLDATA13,VARY,Label,TRUE
菜单:Main Menu→Preprocessor→FLOTRAN Set Up→Fluid properties
菜单:Main Menu→Solution→FLOTRAN Set Up→Fluid properties
4.共轭传热
当非流体材料的热物理性能参数与流体热物理性能参数相差较大(达到几个数量级)时,就是病态的共轭传热问题。在这种条件下,不论推进多少,TDMA方法都不会产生有用的效果。
选取TDMA的具体操作方法如下:
命令:FLDATA18,METH,TEMP,1
菜单:Main Menu→Solution→FLOTRAN Set Up→CFD Solver Controls→Temp Solver CFD
对于温度方程的求解,TDMA方法是隐含的选项。与TDMA方法相比较,共轭残差法提供了更多的函数,且需要较少的内存空间。选取共轭残差法的具体操作方法如下:
命令:FLDATA18,METH,TEMP,2
菜单:Main Menu→Solution→FLOTRAN Set Up→CFD Solver Controls→Temp Solver CFD
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