到目前为止，我的博客关注于CFD模拟的流体流动方面，但由于温度变化会影响流体特性，因此热效应会对流动产生重大影响，我现在也将开始研究一些传热方面。第一个是在加热板上流动的验证案例。
让我们考虑一个均匀的二维流动，在加热平板上有一个层流边界层，请参阅图1。进入的均匀气流速度为1.5 m/s，温度293.2 K，以及1 atm的静压。因此，流入流量特性和板长0.31m上定义的流量雷诺数等于3.1·104，因此，从板的前缘开始的边界层是层状的（见参考文献1）。
然后，让我们考虑以下三种情况：
第1案
整个板长（在计算范围内）比进入空气（303.2 K）高10°C，水动力边界层和热边界层均始于与计算域边界重合的板块前缘；；
第2案
板的上游半部分（即在x~0.15 m）时，流体温度为293.2 K，板的下游半部分比进入空气（303.2 K）高10°C，水动力边界层始于与计算边界重合的板块前缘；；
第3案
板温与情况1相同，热边界层从入口计算域边界开始，而入口计算域边界处的水动力边界层的非零厚度等于热边界层起始处的情况2。计算目的是预测从壁面到流体的局部传热系数。以及局部表面摩擦系数。
图1。在加热平板上的层流。
用于计算带FloEFD的加热平板上的二维流动的模型如图2所示。为了避免外部流动边界与环境温度条件下的壁面与热边界层相交时的冲突，将问题作为内部问题来解决。
为了避免上壁对加热下壁附近的流动产生任何影响，在上壁上给出了理想的壁面边界条件。为了解决内部问题，输入流体速度在通道入口规定，而流体静压则在通道出口处指定。要指定外部流功能，来水湍流强度设为1%，湍流长度设为0.01m，即。，这些湍流值与外部流动问题的默认值相似。
图2。用FloEFD计算加热平板二维流动的模型。
传热系数h和表面摩擦系数cf是FloEFD输出流量参数。平板上层流边界层的理论值，根据参考文献1，可从以下方程式中确定：
在哪里？
k是流体的导热系数，，
x是从水动力边界层开始沿墙的距离，，
怒族X加热壁上的努塞尔数定义如下：
对于层流边界层，如果它的起点与热边界层的起点重合，和
对于层流边界层，如果热边界层从点开始X零位于水动力边界层起点下游，在这种情况下怒族X
定义在X>X零只有；；
在哪里？
是prandtl编号，μ为流体动力粘度，C磷是恒定压力下的流体比热，，
是x上定义的雷诺数，ρ是流体密度，v是流体速度；；
至于水动力边界层厚度δ在情况3中计算域边界处的规范需要，根据对比文件1，由以下方程式确定：
在这种情况下。对于这些计算，所有流体参数都是在边界层的外边界处确定的。
H和C的荧光预测f在结果分辨率级别7下执行，用上述公式计算的理论曲线如图3和图4所示。结果表明，用Floefd法计算的换热系数和表面摩擦系数与理论曲线吻合较好。
图3。换热系数沿加热板的变化
层流边界层：与理论相比的FloEFD预测。
图4。表面摩擦系数沿加热板的变化
层流边界层：与理论相比的FloEFD预测。
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参考文献
1。HolmanJ.P.传热。第八版，麦格劳希尔纽约，一千九百九十七
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