2013-2014学年第二学期《计算流体力学原理及应用》大作业题目。
一、总的要求。
1．报告应该包括的内容。
1、题目。2、计算过程中重要的设置过程（截图），并给出这样做的原因。
3、结果分析，给出云图和速度矢量图等，并对计算结果进行分析比较。
2．格式要求。
1．请使用word打印。
2．纸张大小为a4，封面见附件。
3．报告排版格式要求见后。
3．其他要求。
1．每组中每个人的题目必须各不相同，组内每个人具体选题自行集体商量决定，不做指定。
2．交大作业时，同一个题目的同学在规定的时间内一起交，交作业时，每人需要带笔记本电脑，针对每个人的计算结果进行有针对性的提问，现场会对部分同学的作业进行说明和演示，并进行现场操作演示。
3．除了书面的作业外，在交作业时，每组将自己组内所有同学的作业的电子版（电子版的文档、计算的case和data文件）整理到一起，一起带来，需要演示。
4．作业必须在规定的时间内上交，未按时交作业，按照旷考处理，成绩不及格。
5．交报告地点实验楼b304（暂定，如有改变另行通知）。学期快要结束，各种事情比较多，如果老师临时有事会提前通知，并另外预约时间，请谅解。
二、作业题目。
1．多圆柱扰流。
1）计算对象结构及参数（二维）
图中长度单位：mm，圆柱直径50mm
进口：20°c的水，把水的导热系数改为30w/m k.
壁面温度：300°c，壁面材质：不锈钢steel
出口用出流。
物性参数取默认值，不做改动。
2）具体计算要求（前面列出的要求，这里不在列举）：
网格必须为四面体网格。
网格独立性检验。
选择合适的湍流模型。
对流项二阶迎风格式。
分析进口re数为1000，5000，50000时的流动、换热（在同一套选定的网格下，进行计算），进行比较。
2、多相流模型使用。
1）计算对象结构及参数（二维）
图中未注明长度单位：mm
液体进口（liquid）：2atm，水，vl=4m/s
气体进口（gas）：2atm，空气，vg=15m/s
出口用出流。
不考虑换热，物性参数取默认值，不做改动。
2）提示。为了更好的计算汽液两相流，需要对气液两相界面区域的网格进行加密。
汽液两相流的收敛性比单相流要差，计算过程中可能会出现发散情况，在计算中需要采用相对较小的时间步长和较小的网格。
3）具体计算要求（前面列出的要求，这里不在列举）：
网格必须为四面体网格。
网格独立性检验。
选择湍流模型选择realizable k-ε模型。
使用vof模型分别进行计算，比较两者计算结果的不同（在同一套选定的网格下，进行计算）
对流项quick格式，其他设置根据课堂授课选取。
3、三维空间散热。
1）题目说明。
在边长为2m的立方体不锈钢盒（盒子壁厚10mm）内，有一个边长为0.2m的立方体发热源，发热源位于底面中心位置，发热源功率为50kw/m3。不锈钢盒与周围环境之间没有热量交换。
盒子内为空气，初始温度20°c，空气导热系数改为50。
2）具体计算要求（前面列出的要求，这里不在列举）：
网格必须为六面体网格。
网格独立性检验。
选择辐射模型中的2种进行计算。
展示计算时间为1h和2h时，盒内的温度分布和流场分布（取几个典型位置）
各组选择的辐射模型，不能完全相同。
4、气固两相流1
1）题目说明。
图中未注明长度单位：mm
空气：1mpa，v和70m/s，物性参数取默认值。
颗粒：质量流量3kg/s，速度20m/s，颗粒粒径取单一粒径，大小为50μm，颗粒种类：无烟煤，喷嘴类型surface。
温度20°c，不考虑换热。
2）具体计算要求（前面列出的要求，这里不在列举）：
网格必须为六面体网格。
网格独立性检验。
用dpm模型（随机颗粒轨道模型）计算气固两相流，要求展示：颗粒流动轨迹、气体流场（云图和矢量图）
5、气固两相流2
1）题目说明。
图中未注明长度单位：mm
空气：1mpa，v=30m/s，物性参数取默认值。
颗粒速度10m/s，颗粒体积浓度分别为0.2和0.5，颗粒粒径取单一粒径，大小为100μm，颗粒物性参数取水的默认值。
温度20°c，不考虑换热。
2）具体计算要求（前面列出的要求，这里不在列举）：
网格必须为六面体网格。
网格独立性检验。
浓度0.2用mixture模型，0.5用euler模型计算，系统内的气固两相流。要求展示流场（云图和矢量图）、颗粒浓度分布。
6、气固两相流3（3维）
1）题目说明。
图中未标注单位mm。
喷嘴长度100mm，喷嘴直径50mm，空气：进口流速50m/s，物性参数取默认值。
颗粒：1）每个进口的颗粒质量流量1kg/s，颗粒粒径取单一粒径，颗粒为无烟煤，大小为80μm，喷嘴类型surface。2）每个进口的颗粒质量流量2kg/s，颗粒粒径取单一粒径，颗粒选择无烟煤，大小为150μm，喷嘴类型surface。
颗粒速度均为10m/s。
温度20°c，不考虑换热。
2）具体计算要求（前面列出的要求，这里不在列举）：
网格取四面体网格。
网格独立性检验。
用dpm模型（随机颗粒轨道模型）计算，系统内的气固两相流，要求展示。颗粒流动轨迹、气体流场（云图和矢量图）
7、电池组散热（2维）
1）计算对象结构及参数（二维）
图中蓝色区域为发热元件，材料取不锈钢，物性参数不变，发热功率为100000w/m3，计算在二维情况下进行，在二维计算中认为其厚度为1。
进口：2atm，20°c的空气，空气物性参数取默认值，不考虑其随温度变化情况。
出口压力：1atm
壁面绝热。物性参数取默认值，不做改动。
2）具体计算要求（前面列出的要求，这里不在列举）：
网格必须为四面体网格。
网格独立性检验。
选择合适的湍流模型。
分析流动、换热。
对流项二阶迎风格式。
分别计算α角为°和10°时的流动换热情况。重点分析，发热元件内的温度分布。
8、三维弯管流动与传热。
1、题目说明。
本题目计算的是三维弯管中的流动与传热问题。
工质为水；进口流速12m/s；进口温度10°c；工质物性参数取默认值。
管壁边界条件：恒壁温100°c；管壁材料：不锈钢。
管径50mm，不考虑壁厚；其他尺寸见示意图，图中未标注单位为mm。
2）具体计算要求（前面列出的要求，这里不在列举）：
网格必须为六面体网格，边界层。
网格独立性检验。
选择合适的湍流模型。
分析流动、换热。
对流项二阶迎风格式。
9、三维颗粒绕流。
1、题目说明。
本题目计算的是三维墙体周围颗粒绕流现象。
地面上有一个厚度为0.5m，宽为5m、高为2m的矩形墙体，空气（含有沙粒）以10m/s的速度正面流向墙体，对墙体周围的流场进行计算。
颗粒为沙，颗粒粒径0.0002m，质量流量为20kg/s，颗粒速度为5m/s。
2、具体计算要求（前面列出的要求，这里不在列举）：
使用dpm模型。
网格必须为六面体网格。
网格独立性检验。
选择合适的湍流模型。
分析气体流场、颗粒轨迹、压力分布。
3、提示。为了计算墙体周围的的流场，需要将墙体放在空间中进行计算，取墙体前方15m，墙体后方34.5m，上方13m，墙体两边分别为10m，即计算区域为50×15×25m的空间中放着一堵墙。
10、二维冷却。
1、题目说明。
图中蓝色区域为发热元件，材料取不锈钢，物性参数不变，发热功率为100000w/m3，计算在二维情况下进行。
进口：压力进口，20°c的空气，空气物性参数取默认值，不考虑其随温度变化情况。
出口压力：1atm
物性参数取默认值，不做改动。
2）具体计算要求（前面列出的要求，这里不在列举）：
网格必须为四边形网格。
网格独立性检验。
选择合适的湍流模型。
分析流动、换热。
对流项二阶迎风格式。
分别对进口压力为10mpa，1mpa和5atm三种情况进行计算。
11、三维弯管流动与传热。
1、题目说明。
本题目计算的是三维弯管中的流动与传热问题。
工质为水；进口流速分别取，5m/s、10m/s；进口温度20°c；工质物性参数取默认值。
管壁边界条件：恒热流，热流密度5000w/m2；管壁材料：不锈钢。
管径50mm，不考虑壁厚；其他尺寸见示意图，图中未标注单位为mm。
2）具体计算要求（前面列出的要求，这里不在列举）：
网格必须为六面体网格。
网格独立性检验。
选择合适的湍流模型。
分析流动、换热。
对流项二阶迎风格式。
12、三角形扰流。
1）计算对象结构及参数（二维）
图中长度单位：mm
工质：空气。
re2）具体计算要求（前面列出的要求，这里不在列举）：
网格必须为四面体网格。
对流项二阶迎风格式。
网格独立性检验。
非稳态。在通过网格独立性选定的网格上，比较三种k-ε对计算结果的影响。
要求。正文用宋体5号字，正文行间距为：1.25，段前设为0，段后设为0，单面打印，纸张大小a4。
文中标题，使用4号、宋体、加粗、段前、段后0.5行。
如果需要输入公式，则必须使用“公式编辑器”输入。
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