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.