CFX学习案例:管内不同温度水流的混合流动


本案例将学习以下内容:

1.通过存储在文件中的数据给定边界条件;
2.在前处理CFX Pre中对边界条件可视化;
3.使用CFX表达式语言(CEL)来描述CFX Pre中与温度相关的流体特性。
本案例计算模型为直径为2 m的90°弯管,在弯管处有一直径0.3 m的细管流入热水(温度为315 K,流速为5 m/s),弯管进口流入凉水(温度为285 K,流速为0.5 m/s),流速沿径向分布,由文件(InjectMixer_velocity_profile.csv )中存储数据给定。
CFX学习案例:管内不同温度水流的混合流动的图1

不同温度下水的粘度不同,创建以下CEL语句来定义水的粘度,更改过程为Outline>Materials>Water>Material Properties >Transport Properties >Dynamic Viscosity >选中VisT>OK。

LIBRARY:
  CEL:     
  &replace EXPRESSIONS:       
   Tlower = 275 [K]      
   Tupper = 325 [K]      
   VisT = Vislower+(Visupper-Vislower)*(T-Tlower)/(Tupper-Tlower)      
   Vislower = 1.8E-03 [N s m^-2]      
   Visupper = 5.45E-04 [N s m^-2]    
  END  
 END
END

计算域的设置:

2022-08-20_231405.jpg
CFX学习案例:管内不同温度水流的混合流动的图3

热水进口边界条件的创建及设置:Insert > Boundary >Set Name to side inlet

2022-08-20_231405.jpg 导入冷水进口边界所需的数据文件Tools > Initialize Profile Data>选择InjectMixer_velocity_profile.csv

冷水进口边界条件的创建及设置:Insert > Boundary >Set Name to main inlet

2022-08-20_231405.jpg

出口边界条件的创建及设置:Insert > Boundary >Set Name to outlet

2022-08-20_231405.jpg 初始值按照默认给定即可。

求解控制的设置:

2022-08-20_231405.jpg

计算结果:

CFX学习案例:管内不同温度水流的混合流动的图8

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