Nusselt数 — CAE用语解说

简言之就是表示"对流传热效率"的无量纲数。定义式为 Nu = hL/k，其中h为对流传热系数，L为特征长度，k为流体的热导率。Nu=1表示只通过热传导传热，Nu=100表示对流传热效率是热传导的100倍。

通过CFD计算壁面温度梯度就能求得局部Nusselt数。例如在电子基板冷却设计中，通过观察IC芯片周围的Nusselt数分布，可以立即看出"这个区域对流弱，热量容易堆积"这样的信息。这对于定量比较设计改进方案非常有用。

关系很大。经验相关式通常表示为 Nu = f(Re, Pr) 的形式。圆管湍流的著名Dittus-Boelert公式为：Nu = 0.023 Re^{0.8} Pr^{0.4}。Reynolds数越大（流速越快），Prandtl数越大（如水这类热扩散慢的流体），Nusselt数越大。

这正是标准的验证方法。首先在简单形状（平板或圆管）上比较CFD的Nusselt数与相关式的结果，验证网格划分和湍流模型的合理性。如果这一步不通过，复杂形状的计算结果也就不可信了。

完全正确。需要注意的是，特征长度L的定义会影响数值大小，所以在比较论文或报告中的数据时，一定要统一L的定义。否则数值会相差很大，甚至可能差几个数量级。