ANSYS与FLUENT瞬态散热模型对比

2017-01-11  by:CAE仿真在线  来源:互联网

最近在做热分析时,得到这样一个ansys的算例——带空金属板冷却的瞬态热分析,使用fluent软件进行了仿真,与ansys的结果做以对比。

问题描述如下:一长方形金属板,板得长度为15cm,板得中央是一个半径为1cm的圆孔。板得初始温度为500℃,将其突然放置于温度为20℃,表面传热系数为100W/(㎡*℃)的流体介质中,试计算:

1)第1s及第50s这两个时刻金属板内的温度分布;

2)金属板上4个顶点在前50s内的温度变化(本文只取左上角点A,如图1所示)。

该金属板得基本材料性质如下:

密度为5000kg/m3,比热容为200J/(kg*℃),导热系数为5W/(m*℃)。

图1

对于这个问题,模型比较简单,本文对其操作步骤不再详述,重点在对比ansysy和fluent的仿真结果上。图2分别为散热时间1s时,在ansys和fluent中仿真结果温度云图。图3为散热50s时各自的温度云图。

图2

图3

从上图中可以看出,Ansys的分析结果:1s时,A点的最大温度为499.999℃,最小温度为464.98℃;50s时,最大温度为437.713℃,最小温度为270.812℃。Fluent仿真结果:1s时,A点的最大温度为499.99℃,最小温度为465.37℃;50s时,最大温度为437.4℃,最小温度为275.72℃。从上面的两组数据可以看出,两种软件的结果是吻合的,相差在1%左右。

图4

从上图中可以看出,ANSYS和FLUENT的结果趋势完全吻合,最大相差4%。

针对两款软件对此问题的求解的结果的差别,或许是求解方式上的差别,ansys是基于有限元的求解方法,fluent是基于有限体积的求解方法。但是,根据该算例的分析,两者的结果应该都是可信的,至于哪种更好,只能是仁者见仁智者见智,或者在理想的条件下做实验才能区分开吧。

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