FLUID116Word格式.docx
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如果用到了表格式的实常数,则需要对FLUID116网络中的每个节点都指定一个表名.为了得到正确的结果,对于任意节点,不同单元的表名必须一样。
查看ANSYSThermalAnalysisGuide中的Steady-StateThermalAnalysis可以得到表格输入的更多信息。
单元载荷定义在NodeandElementLoads中.单元体载荷可以作为生热速率加在节点上.默认情况下,节点J的生热速率HG(J)与节点I的HG(I)相等.
KEYOPT(8)用来指定流速损失(见Table116.1:
).管中的由于弯曲、结合等所造成的动量损失可以由等效摩擦长度来L表示。
这种等效摩擦长度必须直接输入,或以常数K、D、f计算得到。
该单元的输入摘要见"
FLUID116InputSummary"
.关于单元输入的一般描述见ElementInput.
FLUID116输入摘要
节点
I,JorI,J,K,L(见KEYOPT
(2))
自由度
PRES,TEMPifKEYOPT
(1)=0
TEMPifKEYOPT
(1)=1
PRESifKEYOPT
(1)=2
实常数
见表116.1
材料特性
KXX(导热系数),C(比热),DENS(密度),MU(摩擦系数),VISC,HF(对流系数)
表面载荷
见命令SFE,,,HFLUX
体载荷
HeatGenerations
--
HG(I),HG(J)
SpecialFeatures
Nonlinear(非线性)
KEYOPT
(1)
指定自由度:
0
自由度为PRES和TEMP
1
自由度为TEMP
2
自由度为PRES
KEYOPT
(2)(只有当KEYOPT
(1)取0或1时才有效)
2个节点,没有对流面及对流信息
2个节点,对流信息传给SURF151/SURF152
4个节点,此单元含有面对流逻辑,并且对流区域由节点I和J共享
3
4个节点,此单元含有面对流逻辑,并且对流区域只在节点I
4
4个节点,此单元含有面对流逻辑,并且对流区域只在节点J
KEYOPT(4)(只有当KEYOPT
(2)=2,3,或4时才有效)
膜层散热系数(hf)定义:
用MP,HF
用9到12实常数(见Table116.1:
)
用TB,HFLM定义,认为hf是温度和平均速率的函数
用TB,HFLM定义,认为hf是温度和Reynold'
snumber的函数
用TB,HFLM定义,认为Nu是温度和Reynold'
snumber的函数(hf=Kxx*Nu/diam)
5
用User116Hf
KEYOPT(5)(只有当KEYOPT(4)=0,2,3,4,或5时才有效)
估计膜层散热系数:
流体平均温度(TI+TJ)/2
平均壁温度(TK+TL)/2
平均膜层温度(TI+TJ+TK+TL)/4
温度导数(TI+TJ)/2-(TK+TL)/2
KEYOPT(6)(只有当KEYOPT
(1)=0或2时才有效)
流体传导系数定义:
用传导公式
用实常数C
用TB,认为FCON是温度和平均速率的函数
用TB,认为FCON是温度和Reynold'
用User116Cond
KEYOPT(7)(只有当KEYOPT(6)=0时才有效)
摩擦因子计算:
用光滑导管的经验相关性
用MP,MU
用TB,FCON认为摩擦因子是温度和平均速率的函数
UseTB,FCON认为摩擦因子是温度和Reynold'
KEYOPT(8)(只有当KEYOPT(6)=0时才有效)
流速损失定义:
用La作为附加长度
用K作为损失系数
Table
116.1
FLUID116实常数
(Givenintheorderrequiredforinputintherealconstanttable)
序号.
名称
定义
单位
1
D
水压直径
长度
2
A
流体横截面积.
长度2
3
Nc
流量频道序号(默认为1).如果大于1,实常数和单元输出会基于每一个频道.
4-6
本版本未定义
7
(An)I
当KEYOPT
(2)=1,节点I上的角速度.
当KEYOPT
(2)=2,3,or4,节点I、K间为对流区域。
当KEYOPT
(2)=2,默认值为πDL/2
当KEYOPT
(2)=3,默认值为πDL
这里
L为单元长度
8
(An)J
当KEYOPT
(2)=1,节点J上的角速度.默认情况下为节点I.上的角速度
当KEYOPT
(2)=2,3,or4,节点J、L间为对流区域。
当KEYOPT
(2)=4,默认值为πDL
9
SLIPFAI
IfKEYOPT
(2)=1,节点I处的滑动系数.
10
SLIPFAJ
IfKEYOPT
(2)=1,节点J处的滑动系数.默认值为节点I处的滑动系数.
9-12
N1,N2,N3,N4
(如果KEYOPT(4)=1及KEYOPT
(2)=2,3,或4)
Nu=N1+N2ReN3PrN4
这里:
Re=Reynoldsnumber(WD/
µ
A)
Pr=Prandtlnumber
(Cpμ/KXX)
Cp=比热
例如,对于有湍流的光滑管,其Dittus-Boelter相关系数可以指定为N1=0.0,N2=0.023,N3=0.8,andN4=0.4(heating).
13
Pp
泵压
力/长度2
14
用来计算C的公式为:
(此公式见对应的帮助文档)
Δp=pressuredrop
Cr
如果KEYOPT(6)=1,用传导系数来计算流速因此,(此公式见对应的帮助文档)
La
如果KEYOPT(6)=0,并且KEYOPT(8)=0,用导管的附加长度来计算流速损失。
因此,(此公式见对应的帮助文档)
其中,
ρ=DENS
F=摩擦因子
K
如果KEYOPT(6)=0andKEYOPT(8)=1,K为损失系数.则,(此公式见对应的帮助文档)
15-18
此版本中未定义
19
Rgas
理想气体定律中的气体常数(ρ=p/(RgasTabs)),这里Tabs是绝对温度、p为平均气压.如果为0,用ρ作为DENS的材料属性
长度2/度*时间2
20
VDF
粘性阻尼累加器.默认值为0.0
21
Cver
粘性阻尼的单位转换因子.默认为1.0Qv=VDFCverFπVISC(VELOC)2L=viscousheatingforelement,这里F对于层流取8.0,对于湍流取0.21420
注意:
实常数7到12以及20到21a只有当KEYOPT
(1)为0或1时才有效,实常数13到19只有当KEYOPT
(1)为0或2时才有效.
Table116.2:
中的数据由命令TB输入到数据表中。
曲线图表由TB命令初始化.第一个曲线图的温度由TBTEMP命令指定.常数(X,Y)由命令TBPT指定(twopercommand).
116.2
FLUID116EmpiricalDataTable(Optional)
常数
含义
FilmCoefficient膜层散热系数表由TB,HFLM命令初始化.TheTBPTdataare:
X
速率(长度/时间)
Y
膜层散热系数(Heat/(time*area*temp)速率可以由Reynold'
snumber代替,而膜层散热系数可以由Nusseltnumber代替,这取决于KEYOPT(4)的取值.
FluidConductance/FrictionFactor流体传导系数和摩擦因子由命TB,FCON定义.TheTBPTdataare:
相关摩擦因子的取值
速率可以由Reynold'
snumber代替,摩擦因子可以由流体传导系数代替,这取决于KEYOPT(6)和KEYOPT(7)的取值.
FLUID116输出数据
此单元的求解数据以两种形式给出:
∙节点自由度(在全部节点解中)
∙单元附加输出数据见Table116.3:
FLUID116ElementOutputDefinitions"
流速以质量/时间的单位制表示,并且规定其正方向是由节点I流向节点J。
节点处的流速可以用OUTPR命令来打印出来对于结果输出数据的一般描述见SolutionOutput.在ANSYSBasicAnalysisGuide中介绍了查看结果的途径.
下面的符号说明在Table116.3:
:
116.3
FLUID116ElementOutputDefinitions
O
R
EL
单元序号
NODES
节点-I,J,K,L
MAT
材料序号
XC,YC,ZC
报告结果的位置
4
VELOC
平均速率
RE
雷诺序号
FLOWRATE
从节点I到节点J的流速
HTCONDRATE
从节点I到节点J的热流率
HTTRANSPRATE
节点I处的热流率
CONVAREAS(I,J)
节点I和节点J间的对流面积
HFILM
膜层散热系数
NUS
Nusselt序号
PR
Prandtl序号
HTCONVRATES(I,J)
从节点I到K的热流率以及从节点J到L的热流率
HGVD
生热速率和粘性阻尼,
TEMP
温度
-
PUMPPR
水压
FRICTION
摩擦因子
PRES
压力
1.IfKEYOPT
(1)=0or1
2.IfKEYOPT
(1)=0or2
3.IfKEYOPT
(2)=2,3,or4
4.Availableonlyatcentroidasa*GETitem.
以下是用在Table116.4:
FLUID116ItemandSequenceNumbers"
的符号说明:
Name
输出数据的名称,定义在Table116.3:
Item
ETABLE命令中的规定标识
E
单个数值或常数单元数据的序列号
I,J,K,L
节点I,J,K,L的序号
116.4
FLUID116ItemandSequenceNumbers
OutputQuantityName
ETABLEandESOLCommandInput
Item
E
I
J
L
NMISC
HEATCONDRATE
HEATTRANSPRATE
5
CONVAREA
6
HEATCONVRATE
11
12
15
16
17
18
22
FLUID116假设和约束
∙单元的长度不能为0,即节点I和J不能重合.
∙节点K和L可以在空间中任何位置,甚至分别与节点I、J重合.
∙D必须为非0值.
∙A的默认值为πD2/4.0,并且单元的A必须始终为常数.
∙压缩性和流体的惯性在单元公式没有包括。
∙单元4个节点的必须为非0值.
∙MU和DENS必须为非0,KEYOPT(6)必须为非0.
∙如果一节点既有流速由有压力,则流速约束将被忽略。
∙一般,流速指定在入口处,压力指定在出口处。
∙如果自由度中含有压力,单元被认为是非线性的,必须使用迭代求解.
∙当流速接近0时,需要用更多的子步来得到收敛解。
∙关于收敛控制见CNVTOL命令.
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