有限元分析入门与应用：域设定与热传递

添加域的方法有两种：一是单击工具按钮【Domain】→【Insert Domain】→【Name】确定；二是在菜单栏上单击【Insert】→【Domain】→【Insert Domain】→【Name】确定，如图16-14所示。

1.基本设置

基本设置【Basic Settings】，定义域类型，引入流体，设置参考压力、运动选项等信息。

（1）位置【Location】 设定流体或固体区域所在的位置。

（2）域类型【Domain Type】 域的类型可分为：流体域【Fluid Domain】，即流体存在的区域，包括气体和液体；固体域【Solid Domain】，即固体存在的区域，主要用来计算热流、辐射换热或作为追踪粒子；多孔介质域【Porous Domain】，主要用来处理复杂的多孔模型，从而简化模型的绘制。

（3）坐标系【Coordinate Frame】 设定域流体或固体区域所在的坐标系，默认Coord 0为系统设定坐标系。

（4）流体和粒子定义【Fluid and particle definitions】 此为新选项，可以添加或删除其他操作。

①域的材料类型一般为流体，常见的有理想气体【Air Ideal Gas】、25℃空气【Air at 25℃】和水【Water】。若需要添加其他物质，可以单击物质后面的辅助按钮，在弹出的流体列表窗口找到需要的物质。流体列表中的理想物质均为可压缩物质，流体列表如图16-15所示。

②域形态【Morphology】，包括连续型【Continuous】、分散型【Dispersed】、粒 子 运 动 型【Partide Transport】、多 分 散 型【Polydispersed】和熔滴型【Droplets】。

（5）域模型【Domain Models】 包括以下几项设置：

①压强【Pressure】，该压强值为整个域的参考压强。

图16-15 流体列表

②浮力【Buoyancy Model】，该选项用来设置定重力和参考流体密度。(www.xing528.com)

③域运动【Domain Motion】，该选项用来设置域的运动，分为静止与旋转两种。

④网格变型【Mesh Deformation】，该选项用来设置网格的运动，模拟域边界发生变化的情况。

2.流体模型

流体模型【Fluid Models】定义热传输模型、湍流模型、反应与燃烧模型、辐射类型等信息，如图16-16所示。

（1）热传递【Heat Transfer】 设置热传递求解模型，计算域内的热传导。默认为等温线【Isothermal】，流体温度【Fluid Temperature】为25℃。此外还有热能模型【Ther-mal Energy】、全热模型【Total Energy】。

（2）湍流模型【Turbulence】 用来设置求解流体的流动状态，可根据初步估算的雷诺数值来确定湍流类型。默认湍流模型为kε模型【k Epsilon】，该模型为CFD模拟最常用的可靠稳定的模型。此外还有SST模型【Shear Stress Transport】，适用于要求高精确度边界层的模拟；基于SST模型的kω模型，在计算近壁处雷诺数较小的模拟中具有较好的稳定性和收敛性；SSG模型【SSG Reynolds Stress】；BSL模型【BSL Reynolds Stress】等模型。用户可根据实际需要选用。

（3）高级湍流模型控制【Advanced Turbulence Con-trol】 包括燃烧控制【Combustion】、热辐射控制【Thermal Radiation】。

图16-16 流体模型

（4）电磁模型【Electromagnetic Model】 此选项根据需要添加。

3.初始化

初始化【Initialization】，定义流场的初始状态。