流体分析（CFD） — CFD传热 — 文章目录
CFD传热是把对流、导热和辐射与流场同时求解，从而得到换热系数中“关联式捕捉不到的局部分布”的领域。由于壁面附近的温度梯度决定热流密度，温度边界层的分辨（y+与湍流普朗特数的处理）比速度边界层更为关键。温度越高，辐射的贡献随T^4急剧增加，只做对流分析会有很大偏差。
本目录的三篇构成一条路线：用《温度边界层》掌握流体物性带来的边界层厚度差异，用《CFD中的辐射模型》学习DO法、P1法等的选择，再用《膜式冷却》进入燃气轮机叶片冷却这一要求最严格的应用。
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- 共役热传递（CHT）
例如在涡轮叶片冷却设计中，叶片内部的冷却通道中流动的冷却空气与叶片外表面流过的高温燃烧气体通过叶片金属进行热耦合。要准确获得固体侧的温度分布，不应假设流体侧的热传递系数 h，而应同时求解流体温度场与固体热传导。 - 膜式冷却
膜式冷却通过向叶片表面吹出冷却空气形成绝热气膜，显著降低高温燃气轮机叶片表面的热流密度，是先进燃机不可或缺的技术。 - 强制对流的CFD解析
强制对流中外部给定的流动（风扇、泵、管道内压力差等）为主体，浮力可以忽略不计。CFD中需要求解速度场和压力场，然后准确预测壁面热流束和Nusselt数。Nu 是壁面对流传热与流体热传导的比，是传热性能的无量纲指标。 - 碰撞射流热传递
碰撞射流（jet impingement）是指从喷嘴喷出的射流碰撞到壁面的流动，在碰撞点（stagnation point）附近可获得非常高的热传递系数。可实现通常管内强制对流的2～3倍热传递率， - 混合对流
讲解混合对流：外部强制流动与浮力流动强度相当、同时存在的传热。用理查森数Ri=Gr/Re²判断，Ri约在0.1到10之间属于混合对流。浮力与流动同向的助流和反向的逆流特性差异很大。介绍Boussinesq近似的适用范围和各软件的浮力设置。 - 自然对流的CFD解析
自然对流是指在没有外部动力的情况下，由温度差引起的密度变化和重力共同驱动流动的现象。本文介绍其基本原理，以及评估流动强度的无次元数Rayleigh数（Ra）和Grashof数（Gr）。学习CAE解析的基础。 - CFD中的辐射模型
当壁面温度较高（约400℃以上）、表面间温度差较大（如炉壁与被加热物）、存在参与介质（含烟、水蒸气、CO2的气体）时，需要考虑辐射。根据Stefan-Boltzmann定律，辐射热流与温度的4次方成正比。 - 温度边界层
温度边界层是加热或冷却壁面附近温度急剧变化的薄层，其厚度与速度边界层之比由Prandtl数决定。本文讲解其基本概念、层流理论解、壁面网格要求与y+确认方法、高Pr数流体处理，壁面热处理模型对比，