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基于OpenFOAM的多孔介质微通道热沉传热数值分析奚坤;谢志辉
【期刊名称】《海军工程大学学报》
【年(卷),期】2022(34)3
【摘要】应用多孔介质微通道热沉是解决高热流密度电子器件散热问题的一种有效途径。
针对多孔介质微通道热沉传热问题,基于OpenFOAM数值计算软件,采用局部热平衡模型,在动量方程中增加Darcy和Forchheimer阻力项,并考虑孔隙率的影响,开发了新的求解器MCHTFoam,分析了入口速度以及孔隙率对多孔介质微通道热沉的传热影响。
结果表明:入口速度增加会增强换热,但对加热面平均温度的影响在逐渐降低,摩擦阻力系数降低;随着雷诺数的增加,孔隙率对摩擦阻力系数的影响程度在减小,而对平均努塞尔数的影响程度在增加。
该研究结果可为高热流密度电子器件的散热设计提供一定参考。
【总页数】6页(P38-43)
【作者】奚坤;谢志辉
【作者单位】海军工程大学动力工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TK124
【相关文献】
1.微柱体对微通道热沉综合性能影响的数值分析
2.新型多孔微热沉流动与传热的耦合数值分析
3.基于纳米流体的微通道热沉数值分析
4.分流式微通道热沉强化传热性能数值分析
5.基于金字塔形扰动结构的双层梯形微通道热沉传热性能模拟
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基于OpenFOAM的真实流体模型库及均相求解器开发李鹏飞;雷凡培;周立新【期刊名称】《推进技术》【年(卷),期】2020(41)8【摘要】为了正确认识高压环境下的流体非理想性特征,及其对于低温射流喷雾过程的影响作用,将多种不同真实流体模型写入到开源CFD程序OpenFOAM仿真平台中,编译形成具有广泛通用性的真实流体热物理模型库;并将高压下真实流体特征的影响引入到压力修正算法中;开发出适用于描述超临界环境下低温流体流动过程的均相求解器。
对高压下流体热物理性质的非理想性,以及超临界环境下的低温液氮射流喷注过程进行研究。
结果表明:高压下的真实流体效应主要体现在低温区域,本文所建立的模型库可以在任意热力学状态范围内正确预测流体热物性;基于此模型库所开发的均相求解器可正确预测超临界环境下低温射流的详细流动特征和结构,而理想气体模型则会大幅低估射流核心区密度分布,中心线上误差高达68.9%;综合考虑计算精度和效率,PR EoS及相关模型更适合于这类超临界流动问题的求解;低温射流跨临界喷注中局部区域所发生的虚假沸腾现象会导致射流温升速率降低、体积膨胀速率加快;射流核心区压缩因子明显<1,在数值仿真时必须考虑高压环境下的真实流体效应。
【总页数】12页(P1773-1784)【作者】李鹏飞;雷凡培;周立新【作者单位】西安航天动力研究所液体火箭发动机技术重点实验室;中国船舶工业集团有限公司【正文语种】中文【中图分类】V434【相关文献】1.基于OpenFOAM的投影法磁流体求解器开发与验证2.基于流体计算的求解水冷散热器热阻抗的方法3.基于OpenFOAM的超临界CO2流动与传热求解器的开发与验证4.基于OpenFOAM的磁流体求解器的开发和应用5.基于OpenFOAM 的化学危害扩散预测求解器的开发与验证因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
OpenFOAM在传热学教学中的应用
OpenFOAM是一个自由、开放源代码的计算流体力学软件，主要用于模拟流体流动和传热过程。
由于其强大的求解器库和丰富的后处理工具集，OpenFOAM在传热学教学中具有广泛的应用。
OpenFOAM可以用于教学实验室中的热传导实验。
学生可以使用OpenFOAM构建一个热传导问题的模型，并通过设置边界条件和初始条件来模拟热传导过程。
通过观察温度分布随时间的演化，学生可以深入理解热传导过程的基本原理，并掌握热传导方程的数值解法。
OpenFOAM可用于教学中的对流传热的研究。
传热教学中，对流传热通常是重点讨论的内容之一。
OpenFOAM内置了多个对流传热模型，如Boussinesq假设和k-ε模型，可用于模拟传热过程中的对流换热。
学生可以通过设置边界条件和初始条件，利用OpenFOAM模拟对流传热的过程，并比较不同模型的结果，以探究对流传热的规律。
OpenFOAM在传热学教学中的应用
OpenFOAM是一种自由开源的CFD软件，在工程和科学领域得到了广泛应用。
今天我们要讨论的是OpenFOAM在传热学教学中的应用。
传热学是研究热传递的科学，它是机械、化工、材料等工程学科中一个重要的分支，也是理论研究和实际应用紧密联系的一个领域。
在工科教育中，传热学是一个基础课程，它涵盖了热传导、对流传热和辐射传热等内容。
传热学的教学目标是使学生了解热传递的基本原理和方程，学会使用数学方法研究和计算热传递过程，并了解热传递在实际工程中的应用。
1. 热传导计算
热传导是传热学的基础，它描述物体内部热量的传递和分布。
在传热学教学中，学生需要掌握热传导方程和边界条件的求解方法。
OpenFOAM中提供了多种热传导求解器，如laplacian、buoyantPimpleFoam、porousSimpleFoam等，可以通过设置不同的物理参数和边界条件来计算热传导过程，为学生提供了一个直观的方式来理解热传导现象。
3. 多物理场模拟
在实际工程中，往往需要考虑多种物理场之间的相互作用，如热传导、流动传热和结构力学等。
OpenFOAM可以支持多物理场模拟，从而为学生提供了解决复杂工程问题的新途径。
学生可以使用OpenFOAM来模拟油箱发动机散热器中的水和空气之间的相互作用，探究传热、流动和传质之间的关系，实现“一体化”的学习。
总体来说，OpenFOAM在传热学教学中的应用为学生提供了一个强大、开放和自由的工具来研究传热现象，并通过数值模拟加深对传热学科的理解。
通过掌握OpenFOAM的应用技巧，学生可以更好地理解传热学科的核心内容，为进一步的工程应用打下坚实基础。
OpenFOAM在传热学教学中的应用【摘要】本文主要探讨了OpenFOAM在传热学教学中的重要性和应用。
首先介绍了OpenFOAM在传热学课程中的基本原理，包括自然对流、对流换热、传热传质方程等内容。
接着讨论了OpenFOAM在传热学实验和理论研究中的应用，以及在教学中的案例分析。
最后总结了OpenFOAM在传热学教学中的作用和意义，展望了其未来的发展前景。
通过本文的研究，可以更好地了解OpenFOAM在传热学教学中的价值和潜力，为教学改革和传热学领域的发展提供参考。
【关键词】OpenFOAM, 传热学, 教学, 应用, 原理, 实验, 理论研究, 案例分析, 未来发展, 作用, 意义, 发展前景.1. 引言1.1 介绍OpenFOAM在传热学教学中的重要性通过OpenFOAM，学生可以在模拟中直观地观察和分析流场、温度场等物理量的分布情况，从而更好地理解热传输的规律和机理。
OpenFOAM也提供了丰富的边界条件和求解算法，使得学生可以灵活地设置模拟参数，探究不同情况下传热过程的变化规律。
通过在OpenFOAM中进行传热学实验和理论研究，学生能够培养自主学习和问题解决能力，提升工程实践能力。
OpenFOAM在传热学教学中的重要性不言而喻。
它不仅可以帮助学生更好地理解传热学的知识，还可以培养他们的工程思维和实践能力，为他们未来的工程实践奠定坚实的基础。
在本文中，我们将探讨OpenFOAM在传热学教学中的应用，以及其在未来发展中的潜力和前景。
1.2 概述本文的研究内容和目的本文旨在探讨OpenFOAM在传热学教学中的应用，其中包括在传热学课程、实验、理论研究和案例分析中的具体应用。
通过研究OpenFOAM在传热学教学中的作用和效果，旨在总结其在教学实践中的重要性和意义，并展望未来OpenFOAM在传热学教学中的发展前景。
本文将分析OpenFOAM在传热学领域的基本原理，解释其在传热学教学中的优势和局限性，探讨其对传热学理论的启发和提升，以及探讨实际案例中的应用情况。
磁控高效MIG焊电弧-熔滴-熔池耦合行为数值模拟研究磁控高效MIG焊电弧-熔滴-熔池耦合行为数值模拟研究随着工业领域的发展，对焊接技术的要求也越来越高。
在焊接过程中，电弧-熔滴-熔池三者之间的耦合行为对焊接质量和效率有着重要影响。
因此，研究电弧-熔滴-熔池之间的耦合行为对于优化焊接工艺具有重要意义。
为了深入了解磁控高效MIG焊中电弧-熔滴-熔池之间的相互作用，我们进行了数值模拟研究。
本研究基于计算流体力学（CFD）方法，采用了OpenFOAM软件进行数值模拟，并结合了磁流体力学（MHD）模型和多相流模型，对电弧-熔滴-熔池的行为进行了细致分析。
首先，我们从电弧的形成开始。
电弧是焊接过程中产生的高温等离子体，它是通过两个电极之间的电流放电产生的。
在磁控高效MIG焊中，强磁场的作用会对电弧产生显著影响。
我们通过模拟研究了磁场对电弧的形态和稳定性的影响。
结果表明，磁场的存在可以改善电弧的稳定性，并能够控制电弧的沿焊丝流动的方向。
接下来我们研究了熔滴脱落的过程。
熔滴是由焊丝在电弧作用下熔化而形成的液态金属滴，它的脱落对焊接质量有着重要影响。
通过数值模拟，我们探究了熔滴脱落的机理和影响因素。
研究结果表明，在磁场的作用下，熔滴的脱落更加稳定，并且可以控制脱落角度和速度，从而提高焊接效率和质量。
最后，我们对熔池的行为进行了分析。
熔池是焊接过程中形成的液态金属池，它对焊接接头的形成和稳定性有着重要的影响。
我们通过模拟研究了熔池的形状、尺寸和温度分布，并探讨了磁场对熔池行为的影响。
结果表明，在磁场的作用下，熔池形状更加稳定，温度分布更加均匀，从而提高焊接质量。
总之，本研究通过数值模拟研究了磁控高效MIG焊中电弧-熔滴-熔池之间的耦合行为。
结果表明，磁场的存在可以改善电弧的稳定性、控制熔滴脱落和熔池形状，从而提高焊接质量和效率。
本研究对于优化磁控高效MIG焊的工艺参数具有重要的借鉴意义，为进一步提升焊接技术水平提供了理论依据综上所述，本研究通过模拟研究了磁场对电弧、熔滴和熔池行为的影响，并发现磁场的存在可以显著改善焊接过程中的稳定性和控制性。
《基于OpenFOAM对挑流水气两相流模型试验水动力特性的数值研究》篇一一、引言随着计算流体动力学（CFD）技术的快速发展，数值模拟已成为研究水动力特性的重要手段。
OpenFOAM作为一种开源的CFD软件包，在处理复杂流体流动问题，尤其是两相流模型试验的水动力特性模拟方面，展现出强大的能力。
本文旨在基于OpenFOAM对挑流水气两相流模型的水动力特性进行数值研究，分析流动过程及现象，并为类似的两相流模拟提供理论支持和实验依据。
二、背景及研究意义在水利工程、环境科学、海洋工程等领域中，挑流水气两相流模型试验是研究水动力特性的重要手段。
然而，传统的实验方法往往受到实验条件、设备精度等因素的限制，难以全面、准确地描述复杂的流动过程和现象。
因此，基于数值模拟的方法显得尤为重要。
OpenFOAM作为一款强大的CFD软件包，可以有效地模拟挑流水气两相流的流动过程，揭示水动力特性的本质。
三、研究方法本研究采用OpenFOAM软件包进行数值模拟。
首先，根据挑流水气两相流的特点，建立合适的物理模型和数学模型。
其次，通过OpenFOAM的求解器进行数值计算，包括网格生成、边界条件设定、物理参数设置等步骤。
最后，对计算结果进行后处理和分析，得出水动力特性的相关结论。
四、数值模拟结果与分析1. 流动过程分析通过OpenFOAM的数值模拟，我们可以清晰地看到挑流水气两相流的流动过程。
在流动过程中，气体和液体相互影响，形成复杂的气液界面。
随着水流的速度和方向的变化，气液界面的形态也随之发生变化。
这些变化对水动力特性有着重要的影响。
2. 水动力特性分析在数值模拟中，我们关注了挑流水气两相流的水动力特性，如流速分布、压力分布、涡旋等。
通过分析这些特性，我们可以得出挑流水气两相流的流动规律和特点。
例如，流速分布的不均匀性会导致局部压力的变化，进而影响整个流动过程。
涡旋的存在则会对流场的稳定性产生影响。
五、结论与讨论本研究基于OpenFOAM对挑流水气两相流模型试验的水动力特性进行了数值研究。
OpenFOAM在传热学教学中的应用作者：朱跃进唐爱坤来源：《科技创新导报》2019年第13期摘; ;要：传热学是能源动力类专业的重要基础学科，随着时代发展，传统的传热学教学中应更重视CFD数值计算。
OpenFOAM作为面向对象的开源数值计算软件，具有强大的传热计算以及简便地求解器修改与定制功能。
笔者认为应做好教学实施过程将其引入到传热学数值计算部分的教学过程中，从而提高学生对传热数值计算的理解与掌握。
关键词：传热学; 数值计算; OpenFOAM; 改革中圖分类号：G642.1; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码：A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章编号：1674-098X（2019）05（a）-0233-02传热学是能源动力类专业的主干课程，它主要研究由温差引起的热量传递规律，而温差在自然界和工业实际中普遍存在，故传热学研究具有重要的应用价值和科学意义。
整体来看，传热学课程的理论和应用性很强、基本概念多，且内容相对分散，现行教材内容一定程度上削弱了不同换热方式之间的联系[1-2]，这样易给学生造成传热学枯燥难学的感觉，且使学生根本上缺乏能力解决耦合了多种换热方式，具有实际应用背景的问题。
针对该课程特点，教学模式和方法的研究开展的如火如荼，如重视案例教学、融研于教、翻转课堂等[3-6]。
然而，由于课时限制，在传热学教学过程中不可避免地存在授课内容详略分配的问题，其中情况比较突出的是导热问题数值解，这部分内容涉及方程离散，数值稳定性等数学问题，似乎和导热、对流和辐射等物理现象相关性不大，因而往往得不到大家重视，同时学生也无法深入理解这部分内容的价值，遑论应用数值技术求解传热问题。
事实上，方程的数值求解属于CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体力学）技术，是当今除理论研究和实验研究之外的第三大研究手段，尽管部分专业或高校在后期会开设专门的数值传热学或计算流体力学课程，但引入CFD 技术辅助传热学教学，不但可以提高学生学习兴趣，还可以为后续课程或毕业论文的开展提供铺垫。
基于OpenFOAM对某溢洪道挑流水动力特性的两相流数值
研究
刘晗月;任春平;黄旭中
【期刊名称】《水电能源科学》
【年(卷),期】2024(42)1
【摘要】挑流消能中水舌在空中段及跌落到下游水垫塘的过程中,均存在明显的气液两相流特性,为更加深入探明该过程中的水动力特性,需构建更加先进的气液两相流数值模型。
运用CFD开源软件OpenFOAM构建两相流三维数值模型,通过挑流试验测得的水舌结果对该数值模型进行验证,结果表明数值模拟结果与试验结果吻合较好,同时通过数值研究发现κ-ωSST湍流模型优于κ-ε、κ-ω湍流模型。
将κ-ωSST湍流模型得到的数值模拟结果与已有挑流射程经验公式进行比较,结果表明κ-ωSST湍流模型比经验公式计算结果更接近试验结果。
最后,基于数值模拟结果分析射流作用下水垫塘的动水压力分布特征,发现塘底湍动能最大值位于距挑坎1.26L_(1)、1.23L_(2)、1.093L_(3)、1.001L_(4)处。
最大塘底压强位于距挑坎约0.91L3处,此处也是整个计算域流速最低的流速滞点。
研究结果可为挑流过程的相关研究提供参考。
【总页数】5页(P115-119)
【作者】刘晗月;任春平;黄旭中
【作者单位】太原理工大学水利科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TV651.1
【相关文献】
1.溢洪道挑流鼻坎水气二相流数值模拟研究
2.溢洪道挑流水舌形状数值模拟计算研究
3.溢洪道贴角斜挑坎挑流水舌水力特性研究
4.厌氧折流板反应器固-液两相流水力特性数值模拟研究
5.溢洪道挑流消能段水气两相流的数值模拟
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