利用Flotherm做真空環(huán)境仿真的討論
針對一些軟件操作方面的問題，經(jīng)常會有人故作神秘的回答說，這個問題很復雜，一兩句話說不清。這很有誤導性，事實上，軟件本身的升級和發(fā)展的一部分目標是簡化用戶操作的。FloTHERM擁有龐大的用戶群體，號稱是傻瓜軟件，即，沒有多少專業(yè)背景的人，也可以掌握軟件的應用，因此，它的市場占有率也是有目共睹的，如果把一些成熟問題搞復雜化，估計新用戶早就嚇跑了。
當然對于從事熱設計的工程師來說，Jason建議還是要有一定的熱學背景，才能把實實在在的設計問題，貼切地轉化成可以仿真的模型，有效控制誤差，才能仿“真”。
今天Jason要跟大家討論的，就是這樣的一個建模問題。
前兩天，熱設計網(wǎng)QQ群（319322744）有個朋友問到：用FloTHERM如何建模仿真高空中無空氣的問題。他說在其他群里有人建議僅僅將Model Setup中的Type of Solution改為Conduction Only計算就可以了。
這種外太空真空狀態(tài)，主要是消除空氣作為傳熱媒介的影響。既要消除空氣對流影響，又要消除空氣的導熱影響。因此僅僅將Type of Solution設置為Conduction Only，是無法消除空氣的導熱影響的。這樣的建議就相當于把人帶到溝里了。因為仿真結果拿到后，你可能都沒有懷疑它。所以建議大家有問題還是到比較活躍的大群（319322744）里討論，多個人討論一般會避免這樣的誤導。
對于真空狀態(tài)，最直接的方式當然是取消介質(zhì)，但很遺憾。Flotherm是不能設置無工質(zhì)狀態(tài)的。因此僅能通過一些參數(shù)設置，達到真空效果。
消除空氣對流的影響，首先我們可以參考高海拔的處理方法，降低空氣的密度，比如將空氣密度設置為1e-15kg/m3。此時對流換熱系數(shù)的影響：
一般取值為1/3或1/4，h的數(shù)量級將降低為1e-10或1e-7.5。當然，也可以直接將密度設為0，但Flotherm軟件對于質(zhì)量方程和動量方程的收斂判據(jù)為r.EFCV.A×0.5%和r.EFCV.A×0.5%，r=0的結果使得收斂判據(jù)變?yōu)?/span>0，引起的后果是，壓力、速度的殘差奇高。因此，妥善的做法是調(diào)整空氣密度后，再將Type of Solution設置為Conduction Only。
降低空氣傳導的影響，方法比較直接，可以將空氣的導熱系數(shù)調(diào)到很低。
沒有空氣的對流和傳導，熱輻射的求解必須打開。
總結起來，針對真空狀態(tài)問題的設置方法，就是將空氣的密度和導熱系數(shù)調(diào)到極低，同時將Type of Solution設置為Conduction Only，并打開輻射計算。這個討論的結果得到大家的認可。
后來，另外一個朋友竟然在網(wǎng)上搜到了Flotherm官方的設置方法：
1. 流體密度設置為10-5kg/m3，導熱系數(shù)設為10-5W/mK；
2. 將Type of Solution設置為Conduction Only
3. 激活輻射選項
4. 固體表面設置大的對流熱阻Rsurf-fluid=1015Km2/W。
其三項正和前面分析的結果吻合。看到第四項，這相當于又加了一道保險啊。設置方法，可以在固體材料屬性中Surface一項中統(tǒng)一編輯
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