ANSYS与FLUENT瞬态散热模型对比

最近在做热分析时，得到这样一个ansys的算例——带空金属板冷却的瞬态热分析，使用fluent软件进行了仿真，与ansys的结果做以对比。

问题描述如下：一长方形金属板，板得长度为15cm，板得中央是一个半径为1cm的圆孔。板得初始温度为500℃，将其突然放置于温度为20℃，表面传热系数为100W/(㎡*℃)的流体介质中，试计算：

1）第1s及第50s这两个时刻金属板内的温度分布；

2）金属板上4个顶点在前50s内的温度变化（本文只取左上角点A，如图1所示）。

该金属板得基本材料性质如下：

密度为5000kg/m³，比热容为200J/(kg*℃)，导热系数为5W/(m*℃)。

图1

对于这个问题，模型比较简单，本文对其操作步骤不再详述，重点在对比ansysy和fluent的仿真结果上。

图2

图3

从上图中可以看出，Ansys的分析结果：1s时，A点的最大温度为499.999℃，最小温度为464.98℃；50s时，最大温度为437.713℃，最小温度为270.812℃。Fluent仿真结果：1s时，A点的最大温度为499.99℃，最小温度为465.37℃；50s时，最大温度为437.4℃，最小温度为275.72℃。从上面的两组数据可以看出，两种软件的结果是吻合的，相差在1%左右。

图4

从上图中可以看出，ANSYS和FLUENT的结果趋势完全吻合，最大相差4%。

针对两款软件对此问题的求解的结果的差别，或许是求解方式上的差别，ansys是基于有限元的求解方法，fluent是基于有限体积的求解方法。但是，根据该算例的分析，两者的结果应该都是可信的，至于哪种更好，只能是仁者见仁智者见智，或者在理想的条件下做实验才能区分开吧。