OpenFOAM——圆柱绕流对流换热

本算例来自《ANSYS FLUENT技术基础与工程应用：流动传热与环境污染控制领域》

TOP和DOWN为对称边界（symmetry），入口速度为0.01m/s，入口温度为300K，圆柱温度为350K

流体的物性参数：

密度：1.225kg/m³

导热系数：0.0242W/(m·K)

动力黏度：1.7894×10^-5kg/(m·s)

运动黏度：1.4607×10^-5m²/s

比热：1006.43J/(kg·K)

普朗特数：0.74415

本算例为不可压缩层流对流换热，不考虑流体密度随温度变化

首先进行建模操作，任何建模软件均可，本算例采用ICEM直接建模，生成网格，缩放网格，然后利用OpenFOAM下转化网格，划分完成的网格如下：

接下来转入OpenFOAM的操作：

首先新建一个文件夹，名字任取，用来作为算例文件夹，本算例中我将该文件夹命名为：cylinder

然后进入OpenFOAM的安装目录，将安装目录下的hotRoom算例（我的目录为/opt/openfoam5/tutorials/heatTransfer/buoyantBoussinesqSimpleFoam/hotRoom）下的0文件夹、constant文件夹和system文件夹拷贝到cylinder文件夹下，然后删除system目录下的blockMeshDict文件，因为我们利用OpenFOAM的命令转化.msh文件为OpenFOAM能接受的网格文件。

然后我们将刚才我们生成的.msh网格拷贝到cylinder文件夹下。在算例文件夹下打开终端，输入fluentMeshToFoam命令：

我们打开constant文件夹下的transportproperties文件，内容修改如下：

说明一下：由于本算例未考虑密度随温度发生变化，故热膨胀系数设置为0，参考温度设置为来流温度300K

接下来，修改turbulenceProperties文件的内容如下：

重力文件g修改如下：

因为不考虑重力的影响，所以x，y，z方向的重力加速度均为0。

然后对初始边界条件进行设置，下面转入0文件夹下进行操作：

删除不需要的文件

p文件当中的内容如下：

p_rgh文件当中内容如下：

U文件当中的内容如下：

alpha文件当中的内容如下：

将T.org的文件名修改为T,当中的内容如下：

接着我们设置system文件夹下的controlDict文件：

fvSchemes文件修改如下：

fvSolution文件修改如下：

由于我安装了PyFoam来实时输出残差，所以在终端中输入pyFoamPlotRunner.py --clear buoyantBoussinesqSimpleFoam开始计算：

等到计算结束

速度云图

温度云图