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冷热水混合器内的三维流动与换热问题

问题描述：

冷水与热水分别自混合器的两侧沿水平切向方向流入，在容器内混合后经过下部渐缩通道流入等径的出流管，最后流入大气，混合器简图见下图所示。

一．利用gambit建立混合器计算模型

步骤1：

启动gambit并选定求解器（fluent5/6）

步骤2：

创建混合器主体大圆柱

图1圆柱体设置对话框图2混合器主体

步骤3：

设置混合器的切向入流管

1.创建小圆柱

图3小圆柱设置对话框图4创建的小圆柱体及混合器主体

2将入流管移到混合器中部的边缘

图5移动复制对话框图6将入流管移到混合器主体的边缘上

3．将小入流管以Z轴为轴旋转180

复制

图7旋转复制对话框图8将入流管旋转复制后的混合器

步骤4：

去掉小圆柱与大圆柱相交的多余部分，并将三个圆柱联接成一个整体

图9体积列表框图10合并体积后的混合器

步骤5：

创建混合器下部的圆锥台

图11锥台设置对话框图12创建锥台后的混合器

步骤6：

创建出流小管

1．创建出流小圆管

图13出流小管设置对话框图14创建出流小管后的混合器

2．将其移动并与锥台相接

图15移动小出流圆管设置对话框图16移动小出流圆管后的混合器

步骤7将混合器上部、渐缩部分和下部出流小管组合为一个整体

图17体积列表框图18合并体积后的混合器

步骤8：

混合内区域划分网格

图19网格设置对话框

图20划分好的表面网格图

步骤9检查网格划分情况

图21网格检查设置对话框

图22最差网格形状及其质量

步骤10设置边界类型

图23边界类型设置对话框

步骤11msh文件的输出

二．利用fluent3D求解器进行求解

步骤1启动fluent并选择求解器3D

步骤2检查网格并定义长度单位

1．读入网格文件（下图为读入的图示）

2．确定单位长度为cm

图24长度单位设置对话框

3.检查网格

4.显示网格

图25显示网格设置对话框

图26显示网格图

步骤2创建计算模型

1.设置求解器

图27求解器设置对话框

2.启动能量方程

图28能量方程设置对话框

2.使用

湍流模型

图29湍流模型设置对话框

步骤3设置流体的材料属性

图30材料属性设置对话框

图31流体材料库对话框

步骤4设置边界条件

图32边界条件设置对话框

1.设置入口1的边界条件

图33速度边界设置对话框

2.设置入口2的边界条件

图34速度入口2的设置对话框

2.设置出流口的边界条件

图35出口边界设置对话框

步骤5：

求解初始化

图36初始化设置对话框

步骤6：

设置监视器

图37监视器设置对话框

步骤7：

保存case和data文件

步骤8：

求解计算

图38迭代计算设置对话框

图39残差曲线图

图40出口速度监控图

三．计算结果的后处理

步骤1：

创建等（坐标）值面

1.创建一个z=4cm的平面，命名为surf-1

2.创建一个x=0的平面，命名为surf-2

图41等值面设置对话框

步骤2：

绘制温度与压强分布图

1.绘制温度分布图

图42水平面上的温度分布图

2.绘制壁面上的温度分布

图43壁面上的温度分布图

3.绘制垂直平面surf-2上的压力分布

图44竖直面上的温度分布图

步骤3：

绘制速度矢量

1.显示在surf-1上的速度矢量

图45水平面上的速度矢量图

2..显示在surf-2上的速度矢量图

图46竖直面上的速度矢量图