6 / 15
Численное моделирование процессов тепломассопереноса…
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 5
75
Здесь
h
type
— коэффициент теплопередачи либо для свободного теплообмена с
окружающей средой с преобладанием конвекции (для вертикальной поверхности
1
, ,
;
air
a ext
h h L p T
для горизонтальной поверхности сверху
2
, ,
;
air
a ext
h h L p T
для горизонтальной поверхности снизу
3
, ,
;
air
a ext
h h L p T
для наклонной по-
верхности φ = 54,74°
4
, , ,
air
a ext
h h L p T
), либо для диффузионного теплообмена
внутри твердого тела (для кремния
Si
Si
, ,
;
a ext
h h L p T
для оксида кремния
2
2
SiO SiO
, ,
a ext
h h L p T
).
Граничные условия третьего рода наиболее близко к действительности опи-
сывают теплообмен между элементами модели, поэтому они более предпочти-
тельны, чем граничные условия первого и второго рода.
Введение сетки для дискретизации пространства.
Для снижения погреш-
ности вычислений при построении модели была выбрана сетка без ограничения
на форму элементов (рис. 2). Конечная сетка состоит из 338 622 элементов, из
которых 325 826 тетраэдров, 12 796 призм, 46 662 треугольников, 52 четырех-
угольника, 3 717 краевых элемента, 322 вершины.
Рис. 2.
Сетка (×10
3
)
В настоящей работе решены стационарные задачи с различными гранич-
ными условиями на входе и выходе канала, поэтому вопрос выбора шага вре-
менной сетки не был рассмотрен.
Анализ результатов моделирования.
Изучение температурного поля про-
ведено при различных скоростях потока, задаваемых постоянными разностями
давлений на противоположных концах канала. Выполнена серия моделирова-
ний с нахождением стационарных решений описанной задачи, в которой избы-
точное давление на входе не изменялось и составляло во всех расчетах 20 кПа,
давление на выходе изменялось в диапазоне значений 19…20 кПа с шагом