CFD计算模型专题学习报告
作者：Libo Chen Email：libochen2009@hotmail.com
总结：一般关于空气对流辐射的问题，属于光学深度=0的问题，因此可使用DTRM、S2S、DO模型，在ICEPAK解决辐射问题就有这三个模型的选项（在13.0版本中才加入DTRM和DO模型）。
3 Fluent实际案例操作
从简单的2D case入手，在实际操作中真正搞清楚 emissivity 和 absorption coefficient的含义，以及Fluent中 solid和fluid zone之间的辐射传热机理。
3.1 Case1-测试external emissivity 使用DO模型计算-2D模型
2D模型，直径2m，external radiation temperature 400K，圆形为solid，恒温300K
图3-1 温度场分布图
图3-2 辐射换热设置
设置external emissivity 1，计算出外界对wall辐射传热功率为6230.3188W，根据理论公式计算： Pra=5.67e-8*1*3.14*2*（400^4-300^4）=6231W。 仿真结果和理论计算非常接近。
将external emissivity 设成0.5，计算出辐射传热功率为3114.6W。改变internal emissivity的值，计算值不变。
从以上仿真结果可知：
1、2.1小结的第八点external emissivity的解释是正确的，辐射传热基于灰体假设，辐射系数等于吸
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作者：Libo Chen Email：libochen2009@hotmail.com 收系数。
3.2 Case2-测试internal emissivity-使用DO模型计算-2D模型
1）Solid（Al）-solid（Steel）-solid（Al）-case
Internal emissivity External emissivity
图3-3 从里到外Solid（Al）-solid（Steel）-solid（Al）
i）Internal solid Fix temperature=400℃， external radiation temperature=300，external emissivtiy=1；internal emissivtiy=1：
图3-4温度分布以及换热量
ii）internal emissivtiy=0：
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图3-5 温度分布以及换热量
从图4、5可知，上下两张图的温度分布非常相近，上图中温度稍高，而zone之间的换热量存在差异，将internal emissivity改为0，代表两个不同材料的zone之间辐射传热量为零，因此总传热量从5555W降低至5055W。可知，Fluent中认为紧密相连的两个solid zone（存在couple wall）之间是存在辐射传热的（也可设置为无辐射传热），相当于实际情况中的两个物体的接触面，只不过在Fluent中未设置接触热阻。总结：实际情况中有接触热阻，有辐射传热；Fluent中无接触热阻，有辐射传热。用Fluent一般不进行涉及接触热阻细节的仿真。
2）Solid（Al）-fluid（air）-solid（Al），no gravity-case
i），external emissivtiy=1；internal emissivtiy=1，fluid的absorption coefficient=0；
图3-6 温度分布以及换热量
中心400K的solid往external solid的辐射传热功率为：
Pra=5.67e-8*1*3.14*1*（400^4-335^）=2315W，和fluent reprot值2333W(包含了空气热传导的功率)比较接近；
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ii）internal emissivtiy=0，fluid的absorption coefficient=0；
图3-7 温度分布以及换热量
将internal emissivtiy=0后，传热功率下降为21W，说明无辐射换热时，仅靠空气导热的传热功率非常小。
iii）Fluid 和external solid之间的internal emissivtiy=1，fluid的absorption coefficient=1；
图3-8 温度分布以及换热量
iv）Fluid 和external solid之间的internal emissivtiy=0，fluid的absorption coefficient=1；
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