Fluent立式拱顶油罐表面温度场模拟计算(2)
随着战略石油储备的重要性日益凸显，油库在军事打击中的战略地位也十分重要，无疑会成为精确制导武器的首选打击目标之一[3]。与此同时，在国民物资和生产生活中油库的作用也是巨大的。油罐作为油库中十分明显的特征建筑物，对其识别可以完成对油库的识别，因此，要确定油库的红外热成像，获取油罐表面的温度场就显得尤为重要。
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容
本课题研究所采用的方法和上述研究方法相比，有相同点，也有许多不同点。马晓宇和饶心通过测温装置对油罐温度场的测定可以准确的反应测点的温度变化，但是较大数量的测点布置较为麻烦，在工程运用中也具有较大的局限性。即使温度测点数量较大，未能被测定的范围依然很广，所以也很难反应全局的变化。仁英红和朱作京搭建了和实际油罐接近的模拟油罐，这种方法是将小模型下的实验结果推广到大型目标上。但是要保证二者的结果一致，除了几何尺寸的严格相似外，热边界条件，初始化条件以及物性参数的设置也要对应相似。这无疑加大了模拟的工作量和难度。熊波和李旺所采用的数值模拟方法，虽然模拟了在一定时间内的油罐表面或者内部的温度分布，但是并没有考虑在不同热边界条件下对其温度分布的影响。
因此，在总结诸多文献研究方法后，本课题将从传热学，气象学和热辐射理论出发,在此基础上建立起油罐表面温度的理论计算模型[18]。不同的天气参数，环境热参数，油罐的物理参数，几何参数及初始条对应着不同的结果,通过建立的模型计算出油罐外表面各个时刻的温度分布[15]。以此模拟得到油罐及其附近计算区域的温度场分布，为油罐油库的红外温度特性研究提供理论依据。因此本课题的研究内容主要有：
a)对地面背景下的油罐进行几何建模并划分网格，主要考虑太阳辐射，空气对流换热，天空和周围环境辐射，以及油罐内部和底部换热等因素[16]。
b)通过编译C语言，将一天分为24等分并定义各时间段的气温和天空辐射温度，结合实际传热效果对模型上各边界条件进行定义，进行模拟。
c)更换不同影响因素，例如空气温度，油罐表面发射率，内部油量，季节等得到不同时间不同影响因素下的油罐温度场分布。
d)在分析不同因素的影响下，对生产生活以及其他方面可能产生的影响，以及部分应对措施。
2 建立模型
该课题的模型包括很多部分，不仅有计算域的几何模型，以及对其划分的网格，还有许多和换热、流动相关的物理计算模型已经相应的计算方程。例如能量方程、流动方程、动量方程、流动模型、辐射模型等。只有在这些模型都适用，方程都满足的情况下，对应问题的模拟和求解才能符合预期。
2.1 几何模型及网格划分
2.1.1几何建模
仿真的前提是拥有正确的几何模型，因此建模和网格划分都是至关重要的。
根据本课题的要求，参照油罐尺寸数据，在Solidworks中对油罐和地下土壤部分进行初步绘制，将文件导入ICEM中，由于油罐的厚度远小于它的外形尺寸，将油罐建体实施较为困难，可将油罐建成壳体模型。并将油罐中划分为液相区域和固相区域。再在油罐和土壤之上添加合适大小的空气计算区域
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