案例1 - 水龙头温度搅浑

1.案例介绍

本案例研究水龙头等装置中的冷水和热水混合过程，通过格物CAE的流动传热模块，模拟水龙头中冷水和热水的混合过程，以探索不同进口条件、几何设计和流体参数对混合效果的影响。此类仿真可用于优化水龙头设计，确保在水龙头口出水时，冷热水混合均匀，以提供舒适的使用体验，同时减少能源浪费。此类仿真还能帮助预测水温的变化以及可能的温度梯度，为用户提供更安全和便利的使用环境。

2.网格文件

网格文件：Robinet_21000.med

3.操作说明

本案例在格物CAE->流动传热模块中完成。

3.1 网格导入

下载网格文件，在 流动传热仿真 -> 网格中，类型选择 上传网格，点击上传网格，依照指示将网格文件导入。

导入网格后，可通过鼠标左键移动视角，右击平移网格体。

3.2 设置材料

点击 流动传热仿真 -> 材料 右侧的[+]，添加流体材料，选择水。 水的物性保持默认，动力粘度为 0.000698 Pa·s，密度为 997.3 kg/m³，比热为 4180 J/kg/K，热导率为 0.63 W/m/K。如图所示：

3.3 初始条件

点击 流动传热仿真 -> 初始条件，设置湍流初值为 默认，温度为 310 K。如图所示：

3.4 边界条件

点击 流动传热仿真 -> 边界条件 右侧的 [+]，依此进行如下边界条件的定义：

• 速度入口1

选择速度入口，点击 施加位置 右侧的 [+]，勾选 cold_inlet，设置速度大小为 0.2 m/s ，温度为293 K。

设置完成情况如图所示：

• 速度入口2

选择速度入口，点击 施加位置 右侧的 [+]，勾选 hot_inlet，设置速度大小为 0.2 m/s ，温度为 313 K。

设置完成情况如图所示：

• 出口

选择出口，点击 施加位置右侧的 [+]，施加位置勾选 outlet，设置温度边界类型为定热流，热流大小为 0 W/m² 。

设置完成情况如图所示：

• 壁面

选择壁面，点击 施加位置右侧的 [+]，施加位置勾选 wall，设置温度边界类型为 定热流，热流大小为 0 W/m²。

3.5 设置时间步和计算资源

点击 流动传热仿真 -> 时间步&资源，保持定时间步长计算，选择时间步数为 500，时间步长为 0.1 s，选择使用的核数为 1 , 输出频率为 -1 ，即只输出最后一帧的计算结果，如图所示：

4. 提交计算和查看仿真结果

设置完成后，点击 仿真计算，点击 开始计算，即可提交计算。

计算完成后，在流动传热仿真处会显示绿色图标，此时可开始进行仿真结果的查看。

点击 仿真计算->结果云图，选择物理场为 TempK/TempK ，可流动传热结果。