Fluent的温度超限处理

问题背景

Fluent 传热仿真的温度范围默认为 1K - 5000K，通常范围是够用的。实际中也会碰到提示温度超限的问题，且很明显不合理。此时，能量方程可能发散也可能不发散。

Fluent 提示温度被限制在 1K（图源：forum.ansys.com）

原因

?Fluent 计算能量方程，以内能和焓为计算对象，而不是直接计算温度。温度通过焓和内能的定义进行计算。

焓定义为：

linear:?h=∫24_(T_1)^(T_2)?〖c_p? dT〗

内能定义为：

linear:?e=h-p_absolute/ρ

但是能量方程中，热传导的能量传递由温度的梯度直接决定。因此形成了温度和焓直接复杂的数学关系。

处理办法

对于仅温度分布不合理，但是能量方程未见发散的案例，以下调试步骤可依次进行：

1 检查模型有没有很明显的设置错误，例如热源、热边界条件、材料热传导率等

2 在温度大梯度区域对网格进行加密，至少需要保证2-3层单元

3 缩小时间步长

4 在命令行输入以下命令，强制关闭温度二阶梯度(rpsetvar 'temperature/secondary-gradient? #f)