关于Cht*Foam热耦合边界的疑问

如下图所示,请教一下红色框内的关键字thicknessLayers和kappaLayers分别代表什么意思?从字面上似乎表达了热边界层的意思,但是我不怎么理解。我发现设定了这两个关键字之后,heater和leftSolid之间几乎没有传热现象,注释掉这两个关键字的内容后,heater和leftSolid之间传热明显。所以我猜想这是设定了一个形如热阻的东西。但是我不明白关键字的具体含义以及在一个新算例中应该设定多大的值,在多域传热求解时,什么情况下我们才需要设定这两个关键字。

期待各位的回复,感谢!


这两个关键字是用来定义两个界面之间的接触热阻。可以有多个值,即设置多层热阻。

thicknessLayers (); // 厚度,单位 m
kappaLayers ();      // 系数,单位 W/(m.K)

热阻

R_c = \sum \frac{\text{thicknessLayer}}{\text{kappaLayer}\cdot\text{Area}} = \frac{[\text{m}]}{[\text{W/(m K)}\cdot \text{m}^2]} = [\text{K/W}]

所以就会影响传热效果了。


John H. Lienhard IV, John H. Lienhard V. A Heat Transfer Textbook, 3rd ed. Phlogiston, 2005

具体取多大值是应该根据实验测量的结果来确定的。

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非常感谢你的回复,让我豁然开朗。我们在做模拟仿真时(一般计算机仿真走在实验前面,所以我们并不知道这个传热厚度),所以,在多域耦合求解时,是不是可以不考虑这两个关键字呢?在这种近似的情况下,最后得出来的结果是否仍然具有说服力?

还有,感谢你仔细地给予公式说明,让我能够更好地理解。但是,似乎按照您的公式,最后结果的单位是K·m2/W,而不是K/W。看这个单位,这个kappaLayer是不是导热系数呀?

祝好!

Sorry, 实际上有面积。已经修改了。

如果是不考虑接触热阻的话,温度梯度上,说服力是有的。如果有,温度在数值上的准确性更好一些。在解释温度云图上给予一定的提示(未考虑接触热阻)就可以了。这个表,你可以参考一下:


John H. Lienhard IV, John H. Lienhard V. A Heat Transfer Textbook, 3rd ed. Phlogiston, 2005

OpenFOAM 3.0.x 中源代码

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