利用Flotherm做真空環(huán)境仿真的討論
針對(duì)一些軟件操作方面的問題，經(jīng)常會(huì)有人故作神秘的回答說(shuō)，這個(gè)問題很復(fù)雜，一兩句話說(shuō)不清。這很有誤導(dǎo)性，事實(shí)上，軟件本身的升級(jí)和發(fā)展的一部分目標(biāo)是簡(jiǎn)化用戶操作的。FloTHERM擁有龐大的用戶群體，號(hào)稱是傻瓜軟件，即，沒有多少專業(yè)背景的人，也可以掌握軟件的應(yīng)用，因此，它的市場(chǎng)占有率也是有目共睹的，如果把一些成熟問題搞復(fù)雜化，估計(jì)新用戶早就嚇跑了。
當(dāng)然對(duì)于從事熱設(shè)計(jì)的工程師來(lái)說(shuō)，Jason建議還是要有一定的熱學(xué)背景，才能把實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)問題，貼切地轉(zhuǎn)化成可以仿真的模型，有效控制誤差，才能仿“真”。
今天Jason要跟大家討論的，就是這樣的一個(gè)建模問題。
前兩天，熱設(shè)計(jì)網(wǎng)QQ群（319322744）有個(gè)朋友問到：用FloTHERM如何建模仿真高空中無(wú)空氣的問題。他說(shuō)在其他群里有人建議僅僅將Model Setup中的Type of Solution改為Conduction Only計(jì)算就可以了。
這種外太空真空狀態(tài)，主要是消除空氣作為傳熱媒介的影響。既要消除空氣對(duì)流影響，又要消除空氣的導(dǎo)熱影響。因此僅僅將Type of Solution設(shè)置為Conduction Only，是無(wú)法消除空氣的導(dǎo)熱影響的。這樣的建議就相當(dāng)于把人帶到溝里了。因?yàn)榉抡娼Y(jié)果拿到后，你可能都沒有懷疑它。所以建議大家有問題還是到比較活躍的大群（319322744）里討論，多個(gè)人討論一般會(huì)避免這樣的誤導(dǎo)。
對(duì)于真空狀態(tài)，最直接的方式當(dāng)然是取消介質(zhì)，但很遺憾。Flotherm是不能設(shè)置無(wú)工質(zhì)狀態(tài)的。因此僅能通過一些參數(shù)設(shè)置，達(dá)到真空效果。
消除空氣對(duì)流的影響，首先我們可以參考高海拔的處理方法，降低空氣的密度，比如將空氣密度設(shè)置為1e-15kg/m3。此時(shí)對(duì)流換熱系數(shù)的影響：
一般取值為1/3或1/4，h的數(shù)量級(jí)將降低為1e-10或1e-7.5。當(dāng)然，也可以直接將密度設(shè)為0，但Flotherm軟件對(duì)于質(zhì)量方程和動(dòng)量方程的收斂判據(jù)為r.EFCV.A×0.5%和r.EFCV.A×0.5%，r=0的結(jié)果使得收斂判據(jù)變?yōu)?/span>0，引起的后果是，壓力、速度的殘差奇高。因此，妥善的做法是調(diào)整空氣密度后，再將Type of Solution設(shè)置為Conduction Only。
降低空氣傳導(dǎo)的影響，方法比較直接，可以將空氣的導(dǎo)熱系數(shù)調(diào)到很低。
沒有空氣的對(duì)流和傳導(dǎo)，熱輻射的求解必須打開。
總結(jié)起來(lái)，針對(duì)真空狀態(tài)問題的設(shè)置方法，就是將空氣的密度和導(dǎo)熱系數(shù)調(diào)到極低，同時(shí)將Type of Solution設(shè)置為Conduction Only，并打開輻射計(jì)算。這個(gè)討論的結(jié)果得到大家的認(rèn)可。
后來(lái)，另外一個(gè)朋友竟然在網(wǎng)上搜到了Flotherm官方的設(shè)置方法：
1. 流體密度設(shè)置為10-5kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)設(shè)為10-5W/mK；
2. 將Type of Solution設(shè)置為Conduction Only
3. 激活輻射選項(xiàng)
4. 固體表面設(shè)置大的對(duì)流熱阻Rsurf-fluid=1015Km2/W。
其三項(xiàng)正和前面分析的結(jié)果吻合?？吹降谒捻?xiàng)，這相當(dāng)于又加了一道保險(xiǎn)啊。設(shè)置方法，可以在固體材料屬性中Surface一項(xiàng)中統(tǒng)一編輯
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