37、使用OpenFOAM对二维区域中磁场作用下的对流换热进行CFD分析及远程架装模块设计

使用OpenFOAM对二维区域中磁场作用下的对流换热进行CFD分析及远程架装模块设计

在工业应用中，自然对流热和流体流动在封闭腔内的研究至关重要，同时，断路器的安全操作也备受关注。本文将围绕使用OpenFOAM对二维区域中磁场作用下的对流换热进行CFD分析，以及远程架装模块的设计展开探讨。

二维区域中磁场作用下的对流换热CFD分析

• 研究背景与目的 ：自然对流热和流体在封闭腔内的流动在众多工业领域有重要应用，如电子设备冷却、润滑系统散热等。磁流体动力学（MHD）在自然对流中能调节和抑制流动及传热性能。本研究旨在探讨磁场作用下，热传递的增强与调节、流动分叉以及封闭腔平均温度的改善。使用开源CFD工具OpenFOAM开发基于磁场的内部求解器。
• 数学公式与数值方案
  • 控制方程 ：求解器将Navier - Stokes方程与Poisson的电势方程和能量方程耦合，以获得速度分布、温度变化和洛伦兹力。洛伦兹力和Boussinesq近似作为源项添加到Navier - Stokes方程中。
  • 无量纲参数 ：
    • 哈特曼数（Ha）：衡量施加在系统上的磁场强度，公式为$Ha = B(2L)\sqrt{\frac{\sigma}{\mu}}$。
    • 瑞利数（Ra）：$Ra = Gr · Pr$，其中Gr为格拉晓夫数，$Gr = \frac{g\beta(T - T_{ref})(2L)^3}{\nu^2}$，Pr为普