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浮力驱动传热

学习单相热流与浮力的组合。本教程公开展示操作与原始输入信息;运行仍需满足当前软件、模块许可与资源条件。

下载 2.2.0 官方算例包 · 先看使用与核验方法 · 配置参考

核验范围

已核对算例目录及 JSON 可解析性,并根据原包记录整理参数。本次文档更新没有逐例运行真实求解器,也未完成所有算例在新版 UI 中打开、保存和计算的验收;以下“查看与核验”是供复现时执行的步骤。

1.浮力驱动传热​

输入目录:TFluid_CFD/CFD-08-Thermal-Buoyancy_driven。学习目标:学习单相热流与浮力的组合。

先准备文件​

复制该目录的完整输入后,用 Desktop【打开算例】选择副本。Web 用户可按Web 平台操作把该目录内容打成 ZIP 导入,或使用平台已发布的对应样例。

此目录只提供 ModelInfo.json;模型中的几何与状态由配置或外部网格入口定义。打开时仍应检查是否存在未满足的文件引用。

目录内包含的快照、表格和备用配置应按实际引用核对。文件名含 Restart/Initialize/AMR 只是来源名称,以当前 JSON 和界面回显为准。

对照原包参数​

下表直接摘录 2.2.0 包内 ModelInfo.json,不是通用推荐值,也不自动迁移旧配置。

设置字段原始值
求解器Solver.solver_typesingle_phase_thermal
网格来源Solver.mesh_sourceTFluid
开始时间(s)Time.start_time0
结束时间(s)Time.end_time800
时间控制Time.time_controltime_step
固定/初始时间步(s)Time.time_step0.0001
输出间隔(s)Time.write_interval0.1

网格块原始输入​

范围按配置内部单位记录;长方体长度通常以 m 输入。环形等类型按对应字段定义阅读。数量为基础输入,不含运行时 AMR 增长。

块类型范围/几何字段网格数量
1block{"x1":0,"x2":0.02,"y1":0,"y2":0.02,"z1":0,"z2":0.02}{"x_number":40,"y_number":1,"z_number":40}

材料与边界的输入检查​

相名只是配置标识,物性按下表和原文件核对,不用名称替换数值。rho、nu 的单位分别为 kg/m³、m²/s。其它模型字段按配置参考阅读。

相序号(从 1 开始)名称rhonu
1water23855.45e-07

下表列出前 18 个变量边界条目;ID 为原始类型标记,具体下拉名称按该变量与当前版本核对。没有 value 的类型可能通过文件或其它字段定义,仍需查看完整输入。

变量网格边界名类型 ID原始 value
Uwall0[0,0,0]
Utop3[0,0,0]
Uleft0[0,0,0]
Uright0[0,0,0]
Ufrontback1[0,0,0]
pwall10
ptop10
pleft10
pright10
pfrontback10
Twall10
Ttop10
Tleft0400
Tright0300
Tfrontback10

流体重力输入(m/s²):[0,0,-9.8]。

在新版 UI 中操作​

  1. 在【网格模块】核对网格块、边界名称及局部几何;先保存、检查并预生成网格,确认界面没有报告输入或生成错误。
  2. 在【流体模块 → 控制时间】对照原包参数表核对时段、步长与输出间隔,首次学习不直接增加规模。
  3. 在【材料属性】和【初始温度】核对热物性、温度与热边界。
  4. 核对【变量边界及初始值】,保存并运行;查看实际阶段与日志,再进入【可视化模块】和【后处理模块】。

查看与核验结果​

联合观察速度和温度,核对重力与热边界方向。选择实际输出变量和时间;未输出的数组不能用其它量代替。先核对最早的有效帧,再观察后续演化。

在【后处理模块】创建与该问题对应的固定位置或对象监测,核对结果集、编号和单位;导出 CSV 时保留缺失原因。对比变体时固定物理时刻、视角与色标,记录网格、时间步及材料设置。没有参考数据时,只能完成现象与数值一致性检查,不能声称已通过定量验证。

常见问题与后续练习​

  • 打开或保存报错:保留原始输入,记录字段与界面错误,对照当前配置参考核对;JSON 可解析不代表当前参数契约及运行条件全部满足。
  • 没有预期结果:检查实际任务阶段、输出文件和时间范围,区分初始化、耦合与续算段。
  • 结果与展示不同:先核对原始数值、关联、坐标及单位,裁剪与色标只影响显示。
  • 继续学习:在独立副本中只改变一个与学习目标有关的参数,比较同一物理时刻和监测量,保留输入与日志。

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