fluent案例】：沸腾资料.pdf

Fluent 案例】 ：沸腾 1 1 介绍介绍 本案例的利用 Mixture 多相流模型以及 Evaporation-Condensation 模型解决传热与传质问 题 本教程包含的内容：  使用 Mixture 多相流模型解决混合多相流问题  使用蒸发-冷凝模型（Evaporation-Condensation 模型）  选择合适的求解设置  结果数据后处理 2 2 案例描述案例描述 本教程要解决的问题如下图所示 初始状态下， 容器中包含有温度接近沸点的水 （温度 372K） ， 容器底部温度 573K，在热传导的作用下，底部壁面附近温度会超过水的饱和温度（373K）， 此时水会发生相变（沸腾）产生气泡，在浮力的作用下气泡会上升 3 3 启动启动 FluentFluent  启动 Fluent  选择 2D2D 及 Double PrecisionDouble Precision  选择 OKOK 按钮启动 Fluent 4 4 读入网格读入网格  利用菜单 File File →→ Read Read →→ MeshMesh……读入网格文件 Boil.msh 5 General5 General 设置设置  选择模型树节点 GeneralGeneral  点击 ScaleScale 按钮查看计算域尺寸  点击 CheckCheck 按钮检查网格质量  可点击 DisplayDisplay 按钮查看网格 6 Multiphase6 Multiphase 设置设置 这里选用 Mixture 多相流模型。

 双击模型树节点 Models MultiphaseModels Multiphase，弹出多相流设置对话框  选择 MixtureMixture 多相流模型  设置 Number of Eulerian PhasesNumber of Eulerian Phases 为 2 2  激活选项 Implicit Body ForceImplicit Body Force  点击 OKOK 按钮关闭对话框 注：若计算域中某一相的运动主要受浮力或重力影响的话，则建议激活选项 Implicit Body Force 7 7 能量方程能量方程  右键选择模型树节点 Models EnergyModels Energy，选择弹出子菜单 OnOn 8 Materials8 Materials 设置设置 从材料数据库中添加材料 waterwater- -liquidliquid 及 waterwater- -vaporvapor，并修改参数  右键点击模型树节点 Materials FluidMaterials Fluid，选择子菜单 NewNew……打开新建材料对话框  设置 NameName 为 waterwater- -liquidliquid  设置 viscosityviscosity 为 0.00090.0009  设置 Molecular WeightMolecular Weight 为 18.015218.0152  设置 Standard State EnthalpyStandard State Enthalpy 为 0 0  其他参数保持默认设置，点击按钮 Change/CreateChange/Create 修改并创建材料 同样的方法创建第二种材料 waterwater- -vaporvapor，也可以直接从材料数据库中提取。

修改其材料参 数：  设置 DensityDensity 为 0.55420.5542 kg/m3  设置 CpCp 为 20142014 j/kg-K  设置 Thermal ConductivityThermal Conductivity 为 0.02610.0261  设置 ViscosityViscosity 为 1.34e1.34e- -5 5  设置 Molecular WeightMolecular Weight 为 18.015218.0152  设置 Standard State EnthalpyStandard State Enthalpy 为 2.992325e72.992325e7  设置 Reference TemperReference Temperatureature 为 298.15298.15 K  点击按钮 Change/CreateChange/Create 修改并创建材料 9 9 设置设置 PhasePhase 设置液态水为主相，水蒸气为第二相  鼠标双击模型树节点 Models Multiphase Phaes PhaseModels Multiphase Phaes Phase- -1 1- -Primary PhasePrimary Phase，弹出主相 设置对话框  设置 Phase MaterialPhase Material 为 waterwater- -liquidliquid，修改 NameName 为 liquidliquid，点击 OKOK 按钮关闭对话框  鼠标双击模型树节点 Models Multiphase Phaes PhaseModels Multiphase Phaes Phase- -2 2- -Secondary PhaseSecondary Phase，弹出第 二相设置对话框  设置 NameName 为 vaporvapor，设置 Phase MaterialPhase Material 为 waterwater- -vaporvapor，设置 DiameterDiameter 为 0.0002 m0.0002 m  点击 OKOK 按钮关闭对话框 10 10 设置相间作用设置相间作用  双击模型树节点 Models Multiphase Phase InteractionsModels Multiphase Phase Interactions，弹出相间相互作用设置对 话框  在弹出的对话框中，切换至 massmass 标签页  设置 Number of Mass Transfer MechanismsNumber of Mass Transfer Mechanisms 为 1 1  设置 From PhaseFrom Phase 为 liquidliquid  设置 To PhaseTo Phase 为 vaporvapor  选择 MechanismMechanism 为 evaporationevaporation- -condensationcondensation 选择蒸发-冷凝模型后，会弹出模型参数设置对话框，这里保持默认设置即可。

11 Boundary Conditons11 Boundary Conditons 设置设置 11.1 11.1 设置出口边界设置出口边界  双击模型树节点 Boundary poutletBoundary poutlet ，弹出边界条件设置对话框  切换至 ThermalThermal 标签页  设置 Backflow Total TemperatureBackflow Total Temperature 为 372 K372 K  双击模型树节点 Boundary poutlet vaporBoundary poutlet vapor ，弹出边界条件设置对话框  切换至 MultiphaseMultiphase 标签页，设置 Backflow Volume FractionBackflow Volume Fraction 为 0 0  点击 OKOK 按钮关闭对话框 11.2 wall11.2 wall- -hothot 设置设置  双击模型树节点 Boundary wallBoundary wall- -hothot，弹出边界条件设置对话框  切换至 ThermalThermal 标签页，设置 Thermal ConditonsThermal Conditons 为 TemperatureTemperature  设置 TemperatuTemperaturere 为 573 K573 K  点击 OKOK 按钮关闭对话框 其他边界保持默认设置。

12 Operating Conodtions12 Operating Conodtions  双击模型树节点 Boudnary ConditonsBoudnary Conditons  点击右侧面板中按钮 Operating ConditonsOperating Conditons  激活选择 GravityGravity，设置重力加速度为 Y Y 方向- -9.819.81  激活选项 Specified Operating DensitySpecified Operating Density 为 0.55420.5542  点击 OKOK 按钮关闭对话框 13 Solution Methods13 Solution Methods  双击模型树节点 Solution MeSolution Methodsthods  设置 GradientGradient 为 GreenGreen- -Gauss Cell BasedGauss Cell Based  设置 PressurePressure 为 Body Force WeightedBody Force Weighted  其他模型均采用 QUIDKQUIDK 格式 14 Solution Controls14 Solution Controls  双击模型树节点 Solution MethodsSolution Methods  设置 PressurePressure 为** 0.5**  设置 MomentumMomentum 为 0.20.2  设置 Volume FractionVolume Fraction 为 0.40.4 15 15 初始化初始化 15.1 15.1 全域初始化全域初始化  双击模型树节点 InitializationInitialization  右侧面板中设置 TemperatureTemperature 为 372 K372 K  点击按钮 InitializeInitialize 进行初始化 15.2 Adapt15.2 Adapt 区域区域  选择工具栏按钮 Adapt Mark/Adapt Cells BoundaryAdapt Mark/Adapt Cells Boundary  在 Boundary ZonesBoundary Zones 列表中选择列表项 wallwall- -hothot  点击按钮 MarkMark 进行标记 15.3 Patch15.3 Patch 区域区域  双击模型树节点 InitializationsInitializations，点击右侧面板中按钮 PatchPatch  设置前面标记的边界温度为 373.15 K373.15 K，如下图所示顺序进行设置 16 16 设置自动保存设置自动保存  双击模型树节点 Solution Calculation Activities AutosaveSolution Calculation Activities Autosave  设置 Save Data File EverySave Data File Every 为 100100 可以设置监控动画，不过建议在专业后处理软件中进行动画输出。

17 17 计算计算  双击模型树节点 Run CalculationRun Calculation  设置 Time Step SizeTime Step Size 为 0.01 s0.01 s  设置 Number of Time StepsNumber of Time St。