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Hallo zusammen,

ich habe erst vor drei Tagen erfahren, dass es ein Fluent Forum gibt. Echt spitze!!!

Ich kenne mich in Fluent/Gambit einigermaßen gut aus. Habe es als Wahlpflichtfach gehabt und kenne die Grundlagen in Fluent.

Folgendes Problem: Ich möchte den Temperaturverlauf/ Wärmefeld in einem Edelstahl wiedergeben können. Ich habe auf der einen Seite des Metalls eine Flüssigkeit, auf der anderen Seite Luft (Konvektion). Ich schaffe es aber nicht, dass die Energie/die Wärme der Flüssigkeit durch das Metall hindurch fließen kann. Was mache ich denn da falsch?
Meine bisherigen Einstellungen:
- mit Gambit die Vergitterung des Körpers
- Eingänge & Ausgänge des Fluids
- Spezifizierung des Metalls und der Flüssigkeit
- Temperaturen (Flüssigkeit und Raumtemperatur)

Wie kann ich erreichen, dass die Wärme auf das Metall stationär
(also konstant bleibende Wärmemenge Q) übertragen wird und ich ein Temperaturfeld entlang des Metalles sehen kann?

Vielen Dank im Voraus für alle Beiträge.

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Hallo Stephan,

wie genau sieht denn deine Geometrie aus ? Du möchtest, wenn ich
dich richtig verstehe, den Temperaturverlauf über den Querschnitt
deines Solids betrachten oder ? Hast du um das Edelstahlgebilde noch
ein Kontinuum gebastelt oder die Temperatur direkt auf die Aussenwand
deines Solids gelegt ?.

Viele Grüße,
Stefan

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Skizze.GIF

Hallo Stefan,

also es handelt sich um ein geschlossenes System, dass durch Koprimierung des Innenraumes Wärme entwickelt. Ich simuliere keine dynamischen Gitter, dass ist zu aufwendig. Vielmehr möchte ich in dem Innenraum des geschlossenen Systems eine konstante Wärmequelle angeben. Und jetzt möchte ich wissen, wenn ich von innen eine Wärmemenge einstelle, welche Temperatur sich an der Aussenwand des Systems einstellt.

Ich habe ein Paintbild angehängt, was hoffentlich alles verdeutlicht. mein Problem ist, dass im Innenraum es immer heißer wird, und keine Wärme nach aussen abfliesst.

Vielen Dank für deine Hilfe

Stephan

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Hallo Stephan,

wenn Dein Metall ein Festkörper ist, geht es eigentlich genauso wie Du es im Bild dargestellt hast. Du musst zwei Zonen definieren, ein Solid für das Metal und eine Fluid Zone für das Fluid. An dem Interface zwischen Metall und Fluid sollte Fluent zwei Wände generieren die gekoppelt sind (wall+ shadow wall). Hier brauchst Du nichts zu definieren. Im Innern Deiner Box kannst Du eine Wand definieren wobei Du die thermische RB (in Deinem Fall heat flux) vorgeben kannst.
Vielleicht siehst Du auch keinen Temperaturgradienten, weil die Wärmeleitfähgikeit des Metalls so gut ist.
Gruß
Ulrich Heck

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Dr.-Ing. Ulrich Heck
ulrich_heck@dhcae.de
http://www.dhcae.de

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Hallo Ullrich,

danke für deine Antwort. Wie definiere ich denn an einer Grenze zwei Zonen? Ich kann immer nur ein face benennen, bei dem Gambit mir das auch bestätigt (Created entity fluid...). Wenn ich zum zweiten Mal das face anwähle, dann gibt es eine Error- Meldung (was ja auch Sinn macht).

Muss ich stattdessen die beiden Volumenkörper anwählen (Innenwandung und Aussenwandung)?

Danke für deine Hilfe

Stephan

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Würfel.JPG

Hallo Ullrich,

sorry, ich habe vergessen, dass der Körper in diesem Forum zwar 2D dargestellt ist, aber der Simulierte Körper ist 3D. Deshalb habe ich oben auch von Volumen geschrieben.

Ich kann aber trotzdem keine zwei Körper mit Zwischenwänden erstellen, da der äußere Würfel innen nicht hohl ist, sondern ein gefülltes vergittertes Volumen ist.

ich möchte das ersteinmal an einem einfachen Körper testen, bis es funtkioniert. Bei der richtigen Simulation mit der komplexen geometrie dauert das sonst viel zu lange.

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Würfel.GIF

Hier ein richtiges Bildformat

Gruß Stephan

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Wuerfel.GIF

Keine Umlaute! jetzt begriffen

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box.gif

Hallo Stephan,
so ganz habe ich Dein Bild immer noch nicht begriffen. So wie ich es verstehe, sollte Dein Würfel doch durchgeschnitten wie im beiliegenden Bild aussehen. Innen Metall (solid) mit freien Cellfaces, auf denen Du die Heat Flux RB in Fluent definieren kannst. An der Grenze zwischen Metall und Fluid (rot/grün) setzt Fluent eigenständig eine gekoppelte Wand. Die Heatflux Randbedingung macht natürlich erstmal nur an Rändern Sinn. Wenn Du im Berechnungsgebiet einen Heatflux aufprägen willst, wäre dass eine Wärmequelle/Senke. 
Ich arbeite leider nicht mit Gambit, sondern mit Tgrid, aber das definieren der gekoppelten RBs macht Fluent automatisch beim Einlesen, wenn ein Gitter mehrere Zonen (z.B. Fluid und Solid) enthält. Ich würde daher mal tippen, dass Du in Gambit nur zwei Zonen für die Bereiche zu definieren brauchts. Den Rest sollte Fluent machen. Vielleicht hat der andere Stefan noch ein paar Tips für Gambit.

Gruß

Ulrich

------------------
Dr.-Ing. Ulrich Heck
ulrich_heck@dhcae.de
http://www.dhcae.de

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Ja, genauso habe ich das gemeint. Sorry, für meine etwas komplizierte Erklärungsweise. Ich habe folgendes herausgefunden: Wenn ich die beiden Volumenkörper splitte (Gambit-Funktion), dann habe ich genau das vorliegen, wie du es auf deinem Bild beschrieben hast. einen inneren Würfel und einen Äußeren. Und jetzt habe ich auch Wall und shadow wall. Auch sind die Wände jetzt "coupled" Gott sei Dank!

Wenn "heatflux" eine Wärmequelle ist, dann sollte ich wohl doch nicht die Wand mit heatflux definieren, da ja nur die Flüssigkeit innen eine Temperatur hat.

Jetzt ist es fast geschaftt (Vielen Dank). Was muss ich aber nun machen, damit die warme Flüssigkeit ihre Energie an das Metall (Aussenkörper) abgibt? Reicht da einfach eine konstante Temperatur für das Fluid?

Viele Grüße

Stephan

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Hallo Stephan,

die Heat flux Bedingung prägt den Wärmestrom an der Innenwand auf.
Wenn Deine Wand innen ideal isoliert, also keine Wärme das System verlassen soll, kannst Du diese RB nehmen und den Heat Flux zu "0" setzen. Wenn Du dort eine Heizung hast und z.B. mit 200 Watt heizen willst, musst Du Dir die Innenflächen bestimmen und 200W/Fläche=Heatflux.
Wenn Du die Temperatur innen kennst, kannst Du die Temp-RB nehmen und über die Surface Integrals die zugeführte/abgeführte Wärmemenge bestimmen.
Wenn auch innen ein Fluid ist, dass Du aber nicht modellieren willst, kannst Du auch die Konvektions RB verwenden.
Durch die gekoppelte RB gibt das Fluid "automatisch" die Wärme an das Metall ab. Da brauchst Du nichts weiter zu machen. Du musst Dir halt nur überlegen, was sinnvollerweise mit der Wärme an der freien Metallfläche passiert (s.o.)

Ulrich

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Dr.-Ing. Ulrich Heck
ulrich_heck@dhcae.de
http://www.dhcae.de

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Vielen Dank für die Hilfe,

ich werde das alles jetzt nach und nach testen. Es scheint auch jetzt alles zu klappen, es braucht nur Zeit, bis alle Parameter stimmen.

Nur eine Sache noch, zum Verstehen: Was bedeutet "RB"?

Wie kann man sich in diesem Forum für die Hilfe bedanken? 

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RB=Randbedingung.
Frohes Schaffen.

Ulrich

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Dr.-Ing. Ulrich Heck
ulrich_heck@dhcae.de
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Versuch.GIF

Hallo Ulrich,

ich habe jetzt ein Temperaturfeld generieren können (Juhuu!), aber die Theorie stimmt mit der Simulation nicht überein. Ich habe der Einfachheit halber erst einmal nur die WL durch das Metall simuliert. Die Einstellungen sind in der Grafik.

Nach der Theorie (stationäre WL) müssten 4K (Lamda 200 W/mK; T1=350K; Länge=20mm; Fläche=25mm²; Q=1W), also die Temperatur auf der kalten Seite 346K sein. Die Starttemperatur war bei 350K. Jetzt hat Fluent mir aber 344k rausgegeben. Was habe ich denn da falsch gemacht? Alle veränderten Parameter sind in der Grafik wiedergegeben (nur einfache Werte).

Schöne Grüße

Stephan

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Hallo Stephan,

ich muss mich erstmal entschuldigen, aber mich hat die ganze letzte
Woche ein fieser Grippevirus lahmgelegt, so das ich mich nicht mit
deinem Problem beschäftigen konnte, aber Ulrich konnte Dir ja auch schon viel weiterhelfen. Ich versuch mich da jetzt nochmal reinzufuchsen.

Viele Grüße,
Stefan

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Hallo Stefan,

vielen Dank für dein Engagement. Ich habe bereits herausgefunden, wie alles funktioniert. Das mit Couple und der shadow-wall funktioniert wunderbar.

Vielen Dank für alles

Stephan

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