名词区分

• 各向同性（isotropic） 材料的物性不会随着方向的不同而有所变化，即某材料在不同的方向所测得的性能参数完全相同，也称为均质性。
• 各向异性（anisotropic） 材料的物性随着方向的改变而有所变化，在不同方向上呈现出差异的性质。
• 正交各向异性（orthotropic） 材料的属性在三个相互垂直的基准轴上都是单值的且独立的。

各向异性导热系数

在Fluent中，固体或壳体导热系数的各向异性被定义为矩阵，热流密度的计算公式为：

其中就是导热系数矩阵。

在Fluent中，有以下几种方式用于定义各向异性导热系数。

• anisotropic（各向异性）
• biaxial（双轴，只对壳体有效）
• orthotropic（正交各向异性）
• cylindrical orthotropic
• principal axes and principal values
• user-defined anisotropic

Anisotropic

对于各向异性的导热系数，导热系数矩阵被定义为：

其中k为导热系数，为矩阵，二维中为2×2矩阵，三维中为3×3矩阵，该矩阵也可以是非对称矩阵。

（1）如果各向异性材料的主轴未与模拟的全局坐标系对齐，则使用以下选项之一可能简单：

• 如果材料的主轴是正交的，则可以选用orthotropic；
• 如果材料的主轴非正交，则可以选用principal axes and principal values；
• 如果对未对齐的轴使用Anisotropic选项，则需要将导热系数矩阵
• 转换为与全局坐标系对称的矩阵。

（2）采用Anisotropic选项，需要满足矩阵的成分是常数且不独立变化，否则只能用UDF添加。

Orthotropic

应用Orthotropic选项时，需要定义主要方向上的导热系数，导热系数矩阵通过下式表示：

由于相互垂直，因此在上图设置面板中，只需要设置两个方向。

通过xyz定义来表示Direction 0 Components；

通过xyz定义来表示Direction 1 Components；

Conductivity 0 1 2分别表示

异同

两种方式都是将导热系数转换为矩阵，Orthotropic属于Anisotropic的子类。

Anisotropic需要设置导热系数矩阵，Orthotropic需要设置主轴方向的导热系数。

当Anisotropic的导热系数矩阵为对角矩阵时，两类方法等同。

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