FLUENT仿真经典案例#404-U形地埋管(地源热泵)换热仿真

FLUENT仿真经典案例#404-U形地埋管(地源热泵)换热仿真

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模型图

FLUENT仿真经典案例#404-U形地埋管(地源热泵)换热仿真的图1
FLUENT仿真经典案例#404-U形地埋管(地源热泵)换热仿真的图2

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仿真工况

入口条件:流体速度0.6m/s,velocity inlet,水温36℃,直径26mm。

土壤原始温度为:即初始温度16℃(FLUENT中可使用Patch)。

计算域外围和底部设为初温16℃,计算域顶部设为绝热边界。

FLUENT仿真经典案例#404-U形地埋管(地源热泵)换热仿真的图3
FLUENT仿真经典案例#404-U形地埋管(地源热泵)换热仿真的图4

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网格图

使用ANSYS MESH制作混合网格(六面体、三棱柱和四面体)。其实为有效降低网格纵横比,可以考虑整体均使用棱柱网格。

FLUENT仿真经典案例#404-U形地埋管(地源热泵)换热仿真的图5
FLUENT仿真经典案例#404-U形地埋管(地源热泵)换热仿真的图6
FLUENT仿真经典案例#404-U形地埋管(地源热泵)换热仿真的图7
FLUENT仿真经典案例#404-U形地埋管(地源热泵)换热仿真的图8
FLUENT仿真经典案例#404-U形地埋管(地源热泵)换热仿真的图9

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仿真基本设置

1 瞬态计算,并考虑重力影响。

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2 使用标准KE湍流模型。

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3 打开能量方程。

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4 为不同区域创建不同材质。

主要是创建管道、土壤和回填层的材质。

FLUENT仿真经典案例#404-U形地埋管(地源热泵)换热仿真的图13
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5 将不同材质分别赋给不同的域。

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6 设置入口速度和温度条件。

0.6m/s和36℃。

FLUENT仿真经典案例#404-U形地埋管(地源热泵)换热仿真的图16
FLUENT仿真经典案例#404-U形地埋管(地源热泵)换热仿真的图17

7 设置出口条件

根据实际选择使用OUTFLOW。

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或压力出口条件,出口回流温度16℃。

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FLUENT仿真经典案例#404-U形地埋管(地源热泵)换热仿真的图20

8 设置壁面条件

其中上表面可设置为外界(空气)温度,底面和侧面可设置为土壤温度。此例中都使用的是16℃(仅作为演示,不一定合适)。

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9 可根据实际需要设置对某些位置的温度监测。

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10 初始化并赋初温。

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11 设置时间步长。

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基本结果

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FLUENT仿真经典案例#404-U形地埋管(地源热泵)换热仿真的图31

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软件版本

Workbench2020R1-SCDM(模型处理)-ANSYS MESHING(网格)-FLUENT(仿真)。

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