fluet蒸發(fā)冷凝（888）.doc

本例改編自fluent官方教程FLUENT中帶有蒸發(fā)/冷凝模型，可以用于蒸發(fā)與冷凝模擬。本例用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來簡(jiǎn)要描述該模型的使用方法。1 模型描述本例的模型較為簡(jiǎn)單，如圖1所示。計(jì)算域高1m，寬0.2m。頂部邊界為壓力出口，底部有一高溫壁面hotwall，溫度570K，其他壁面wall為絕熱邊界。計(jì)算域內(nèi)初始充滿0.9m深的水。劃分網(wǎng)格如圖2所示。圖1計(jì)算域描述 圖2網(wǎng)格模型2 導(dǎo)入網(wǎng)格打開fluent，導(dǎo)入上步生成的網(wǎng)格模型。Scale檢查網(wǎng)格尺寸。如圖3所示。 圖3 scale計(jì)算域確保計(jì)算域尺寸是我們所需要的。本例中x方向尺寸00.2m，y方向01m。3 設(shè)置求解器選擇壓力基(pressure-based)求解器，同時(shí)選擇瞬態(tài)模擬。由于水沸騰時(shí)水蒸氣會(huì)在浮力作用下向出口運(yùn)動(dòng)，因此考慮重力。設(shè)置重力加速度為重力加速度為y方向，大小-9.81m/s2。如圖4所示設(shè)置。圖4設(shè)置求解器4 設(shè)置計(jì)算模型添加多相流模型為mixture模型，勾選slip velocity及implicit body force，設(shè)置歐拉相數(shù)量為2。如圖5所示。圖5多相流模型選擇 圖6能量方程激活能量方程。如圖6所示。此例為層流流動(dòng)，不激活湍流模型。5 材料設(shè)置添加材料water-vapor及water-liquid。修改材料屬性。Water-liquid屬性：Density：1000kg/m3Viscosity：0.0009kg/m-sStandard state enthalpy：0 j/kgmolReference temperature：298k其他采用默認(rèn)屬性。Water-vapor屬性：Cp：2014j/kg-kStandard state enthalpy：2.99e7j/kgmolReference temperature：298.15k其他屬性采用默認(rèn)設(shè)置。6 相設(shè)置設(shè)置液態(tài)水為主相，水蒸氣為第二相。設(shè)置氣泡直徑0.0002m。如圖7，圖8所示。圖7設(shè)置主相圖8設(shè)置第二相定義相間作用，即定義蒸發(fā)/冷凝模型。點(diǎn)擊interaction按鈕進(jìn)入如圖9所示對(duì)話框。選擇from phase為liquid，選擇to phase為vapor，即為由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，選擇模型為evaproation-condensation。此時(shí)彈出模型定義對(duì)話框，如圖10所示。這里采用默認(rèn)設(shè)置即可。圖9選擇蒸發(fā)/冷凝模型圖10設(shè)置蒸發(fā)模型7 設(shè)置邊界條件本例的邊界條件較為簡(jiǎn)單。Outlet：采用壓力出口，設(shè)置出口蒸氣含量100%，溫度372KWalls：設(shè)置為絕熱邊界。設(shè)置heat flux為0Hot wall：設(shè)置temperature為570K設(shè)置operating conditions如圖11所示。圖11 operation condition設(shè)置參考密度為氣相密度0.5542。8 求解方法設(shè)置pressure為body force weighted，其他momentum、volume fraction、energy全采用quick算法，有利于提高計(jì)算精度。在solution controls面板中設(shè)置亞松弛因子。設(shè)置pressurewie為0.5，momentum為0.2,volume fration為0.2。9 初始化初始化時(shí)設(shè)置temperature為372K。需要patch兩個(gè)區(qū)域：1、與hotwall相鄰網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)。由于hotwall溫度高達(dá)570K，超出水的沸點(diǎn)373.15K，因此需要adapt出hotwall邊界相鄰節(jié)點(diǎn)區(qū)域，設(shè)置其溫度為373.15K。2、Patch出初始水位。由于初始狀態(tài)下計(jì)算域中有深0.9m的水，因此需要通過patch將其標(biāo)記出來?！続dapt】【boundary】，彈出如圖12所示對(duì)話框，在boundary zones中選擇hotwall，設(shè)置number of cells為1，點(diǎn)擊mark即可對(duì)此區(qū)域節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，下一步進(jìn)行溫度patch。圖12標(biāo)記臨壁面節(jié)點(diǎn)點(diǎn)擊patch按鈕，彈出圖13所示對(duì)話框。圖13溫度patch下一步patch水位。點(diǎn)擊菜單【Adapt】【region】進(jìn)入?yún)^(qū)域標(biāo)記對(duì)話框。進(jìn)行如圖14所示設(shè)置。點(diǎn)擊mark進(jìn)行標(biāo)記。圖14區(qū)域標(biāo)記進(jìn)入patch對(duì)話框，進(jìn)行如圖15所示設(shè)置。點(diǎn)擊patch完成設(shè)置。圖15水位patch此時(shí)可以查看云圖，以檢查patch是否正確。10