共轭传热和热应力：排气岐管
Simcenter STAR-CCM+ 允许您将有限体积 (FV) 和有限元 (FE) 方法的优势在相同模拟中融为一体。
在本教程中，您将研究热气进入进口时的排气歧管热膨胀。模拟包含固体和流体之间的共轭传热 (CHT)，以及因温度变化固体发生的热膨胀。对于气体，您将使用 FV 方法对流体流和能量进行求解；对于歧管，您将使用 FE 方法对固体温度和对应热应力进行求解。
| 共轭传热 (CHT) | 固体热膨胀和应力 |
|---|---|
固体温度 |
固体应力 |
流体温度 |
固体热膨胀 |
在模拟中，首先需要对共轭传热进行求解，以计算整个歧管的稳态温度分布。然后，运行固体应力求解器，以计算歧管上的热应变。以下总结了包括模型几何和假设的模拟策略。
CHT 分析
| 固体域 | 流体域 | |
|---|---|---|
| 几何 | 导入的 CAD 模型 | 使用部件操作提取自固体几何 |
| 网格 | 具有中间边节点的四面体单元 | 多面体网格单元。网格在出口处拉伸。 |
| 假设和模型 |
|
|
| 边界条件 | 外边界：对流
气缸头边界：440 K 固定温度 |
|
| 分析类型 | 定常 | 定常 |
| 离散与求解方法 | 有限元 (FE) | 有限体积 (FV) |
热应变分析
| 固体域 | |
|---|---|
| 几何 | 同上 |
| 网格 | 具有中间边节点的四面体单元 |
| 假设和模型 |
|
| 边界条件 |
|
| 分析类型 | 静态 |
| 离散与求解方法 | 有限元 (FE) |