ANSYS與FLUENT瞬態散熱模型對比

2017-01-11  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

最近在做熱分析時,得到這樣一個ansys的算例——帶空金屬板冷卻的瞬態熱分析,使用fluent軟件進行了仿真,與ansys的結果做以對比。

問題描述如下:一長方形金屬板,板得長度為15cm,板得中央是一個半徑為1cm的圓孔。板得初始溫度為500℃,將其突然放置于溫度為20℃,表面傳熱系數為100W/(㎡*℃)的流體介質中,試計算:

1)第1s及第50s這兩個時刻金屬板內的溫度分布;

2)金屬板上4個頂點在前50s內的溫度變化(本文只取左上角點A,如圖1所示)。

該金屬板得基本材料性質如下:

密度為5000kg/m3,比熱容為200J/(kg*℃),導熱系數為5W/(m*℃)。

圖1

對于這個問題,模型比較簡單,本文對其操作步驟不再詳述,重點在對比ansysy和fluent的仿真結果上。圖2分別為散熱時間1s時,在ansys和fluent中仿真結果溫度云圖。圖3為散熱50s時各自的溫度云圖。

圖2

圖3

從上圖中可以看出,Ansys的分析結果:1s時,A點的最大溫度為499.999℃,最小溫度為464.98℃;50s時,最大溫度為437.713℃,最小溫度為270.812℃。Fluent仿真結果:1s時,A點的最大溫度為499.99℃,最小溫度為465.37℃;50s時,最大溫度為437.4℃,最小溫度為275.72℃。從上面的兩組數據可以看出,兩種軟件的結果是吻合的,相差在1%左右。

圖4

從上圖中可以看出,ANSYS和FLUENT的結果趨勢完全吻合,最大相差4%。

針對兩款軟件對此問題的求解的結果的差別,或許是求解方式上的差別,ansys是基于有限元的求解方法,fluent是基于有限體積的求解方法。但是,根據該算例的分析,兩者的結果應該都是可信的,至于哪種更好,只能是仁者見仁智者見智,或者在理想的條件下做實驗才能區分開吧。

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