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原创【Fluent】DO辐射模型设置及原理

DO模型能够求解所有光学深度区间的辐射问题，能用于计算半透明介质辐射；能用于计算介质参与辐射的情况，如烟气、水蒸气等。该模型适用范围非常广，并且计算成本适中，一般情况都可以选择此模型。

2024-03-23 11:59:42 11939 2

原创【Fluent】太阳辐射模型—Solar Ray Tracing

一、引言Fluent提供了一个太阳能负载模型，可用于计算进入计算域的太阳光线的辐射效应。该模型可以分为：太阳光线追踪和太阳辐照。其中太阳辐照需要使用DO或MC模型，直接向辐射模型提供外光束方向和强度参数。太阳光线追踪不限制辐射模型，可以独立于辐射方程使用，甚至可以在辐射模型off的情况下使用。本文主要介绍太阳光线追踪模型。该模型非常适用于以下领域汽车气候控制（ACC）应用建筑物中的人体热舒适建模应用该模型使用着色算法进行太阳光线追踪。光线会透过半透明的面加载在照射面上。

2024-03-19 16:41:53 5621 2

原创【Fluent】辐射模型S2S

一、模型简介S2S模型（Surface to Surface），只考虑模型表面之间的热辐射，适用于零光学厚度的情景（真空、空气、双原子分子气体等）。模型假设所有面都是漫灰表面。灰表面的发射率和吸收率与波长无关。此外，根据基尔霍夫定律，发射率等于吸收率。对于漫射表面，发射率、反射率与方向无关。所以边界条件处仅需设置一个internal emissivity即可。优点求解过程快、内存占用小对于零光学厚度的一些案例，精度较高。例如Hvac、芯片散热等缺点不能用于存在周期边界的模型中。

2024-03-19 15:09:01 3955 2

原创【python】计算太阳辐射（GHI、DNI、DHI）

太阳辐射在许多场景都常有应用，本文将利用pvlib简单计算一下太阳辐射强度。

2024-06-04 22:35:23 3599 2

原创 Boussinesq 近似

本文将简要介绍常见的三种Boussinesq approximation。法国数学家和物理学家 Joseph Valentin Boussinesq对于流体力学的研究十分深入，曾提出过多种用于简化建模的假说。这些假设都有着共同的名字，即Boussinesq approximation。上述的近似主要组成部分有以下三种：buoyancy（浮力）water waves（水波）Turbulence modeling and eddy viscosity（湍流建模和涡粘）

2024-04-22 09:15:48 4558

原创【Fluent】压力基求解器设置

基于Fluent用户指南和理论指南，整理以下压力基求解器设置求解器分为压力基与密度基求解器。压力基适用于不可压缩或轻度可压缩的流体，密度基适用于高速可压缩流动。这两种方法现在都适用于广泛的流动（从不可压缩到高度可压缩），但密度基在高速可压缩流动方面比压力基求解器还是更准确的。

2024-04-16 09:14:44 10388 1

原创【CFD理论】k-ω模型

本文基于fluent theory guide和user guide，结合自己的经验，对k-ω模型进行以下总结。

2024-04-10 09:35:46 16955 3

原创【CFD理论】k-epsilon模型

自提出以来，k-ε模型已成为实际工程流程计算的主力。具有鲁棒性、经济性和对各种湍流的合理精度。它是一个半经验模型，模型方程的推导依赖于现象学的考虑和经验主义。在 k-ε模型的推导中，假设流动是完全湍流的，分子粘度的影响可以忽略不计。因此，标准 k-ε模型仅对完全湍流有效。

2024-04-09 08:53:38 22805

原创【CFD理论】零方程、一方程模型

在Ansys Fluent中，Spalart-Allmaras模型已通过 Y+不敏感壁处理进行了扩展，允许应用模型，而不受近壁 Y+ 分辨率的影响。普朗特将流体微团的湍动和气体分子运动比拟，比照气体分子布朗运动的平均自由程，提出了混合长度概念，即湍动质团要在运行一个混合长度的距离后才和周围流体混合。根据表达式新引入的未知量的个数的不同，涡粘性模型又可分为零方程模型、一方程模型、二方程模型和多方程模型。涡粘性系数的表达式中引入一个新的未知量以及其输送方程的涡粘性模型，以下介绍S-A模型。

2024-04-08 08:40:31 2514 2

原创【CFD理论】N-S方程推导

流体的流速点乘控制体面积微元法向量，得到流入控制体的体积。再乘密度得到质量，最后再乘一个速度矢量积分得到动量。密度乘体积微元得到质量，乘速度矢量再积分就是控制体的动量变化。根据奥高定律，可以将控制体面积分变化为控制体体积分，进而可以去掉积分符号。控制体内流体总动量的增量= 流入控制体的流体动量+外界的力产生的动量增量。一般的，非强压缩性的情况下，后面这一项可以省去。设受到的体积力为f，易得到以下表达式。粘性项如下，非常复杂，此处仅给出结果。得到积分形式的N-S方程。等式左边第二项，展开如下。

2024-04-07 09:11:50 3111

原创【前置知识】连续性方程

流体力学连续性方程根据欧拉法，在笛卡尔坐标系下进行推导。根据质量守恒定律和流体的连续性，列出以下等式：控制体内流体总质量变化量=从控制体表面流入的流体量。

2024-04-06 20:27:04 645 1

原创【前置知识】散度、梯度、旋度及其衍生

在CFD理论研究中，以下的算符是不得不品的基础。下文整理在笛卡尔坐标系下，散度、梯度、旋度等一系列物理量。

2024-04-05 14:17:37 10068 1

原创【CFD理论】雷诺时均模型（RANS）

Boussinesq 假设的缺点，它假设是一个各向同性的标量，在有些情景中并不适用。这意味着在二维流中需要五个额外的输运方程，而在三维流中必须求解七个额外的输运方程。正常的N-S方程包含三个方向的动量守恒方程和一个连续性方程，正好要求解三个方向的速度与压力，方程是闭合的。雷诺平均纳维-斯托克斯方程（RANS 方程）是流体流动的运动时间平均方程。方程背后的思想是雷诺分解，即将瞬时量分解为其时间平均量和波动量。在对N-S方程时均化，得到RANS方程后，需要求解的变量又多了一个，即雷诺应力。

2024-04-02 09:45:34 9784 4

原创【Fluent】近壁面处理

在流体力学中，边界层是指沿壁面流动形成的薄层流体。流体与壁面的相互作用会引起无滑移边界条件，即流体在壁面处速度为0。流体沿壁面法向速度迅速增大，直达接近自由流的速度。简而言之，从壁面处的0速度到99%自由流速度的一层流体薄层，即为边界层。显然的，边界层可以从流体流态进行分类。如下图所示，沿薄壁平板绕流的流体从层流逐渐发展至湍流，边界层厚度逐渐增加，从层流边界层变成湍流边界层。对于上述沿平板流动的流态，其中层流边界层厚度为湍流边界层厚度为。

2024-03-31 14:41:15 4463 1

原创【Fluent】快速入门经验分享

本文分享我在Fluent学习中的一些心得体会，总结成一篇快速入门的方法论。Fluent作为一款CFD求解工具，广泛运用于许多领域之中。在sciencedirect上搜索关键词CFD，能够发现其应用多种多样，能源、化工、材料、环境等一系列学科领域。足以说明CFD作为解析问题的主要工具应用之广泛。大多数工科生接触CFD的契机往往是项目需要、课题需要，需要结合学科内容使用CFD工具进行具体分析研究。作为计算工具的CFD需要为项目服务，你需要明确目标，在开始学习CFD之前需要好好考虑一些问题。

2024-03-26 15:33:12 3768

原创【Fluent】流体流态与湍流求解方式

在湍流中布满各种尺寸的涡，按长度尺度分为大涡、中等涡以及小涡，不同涡之间存在连续的涡分裂和能量传递。大涡从平均流动中获取能量，并快速分裂为中等尺度涡，能量传递链条一直进行，直到成为结构相对稳定、由分子粘度起主导作用的小涡。我们一般可以用无量纲数Re进行流体流态的判断，如果惯性力占主导地位，则流动是湍流。相反，如果定义为流动阻力的粘性力占主导地位，则流动是层流。对于低粘度的流体产生湍流是很常见的，但对于高粘度的流体来说很少见。如果你需要研究的流态为层流，Fluent没有提供太多的选择，选择层流模型即可。

2024-03-24 11:40:46 4449 1

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