【CFD小贴士】蒸发冷凝Lee模型设置求解策略
概述
Lee提出了一种体积传质处理方法，是一个较为简单和精确的数学模型，以温差为驱动力,具有较清晰的物理意义，至今一直是被业内所应用。其核心思想是：给定工质的饱和温度值，当温度高于饱和温度值时，液相所在的计算单元进行蒸发过程，液相向气相传热传质；反之，进行冷凝过程，气相向液相传热传质。当蒸发和冷凝过程中发生传质时，可以用体积分数方程的源项进行表示。当蒸发和冷凝过程中发生传热时，可以用能量方程的源项进行表示。即当相的温度大于或小于饱和温度时，具有质量以的速率转移和能量以的数值被吸收或释放。本推文针对Fluent嵌入的Lee模型，
设置Lee模型
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1.设置传质面板：始终指定从液相到气相的传质
2.指定潜热值的关键点
潜热通过材料面板中规定的标准状态焓（standard state enthalpy）来处理:对于液相，指定标准状态焓=0;气相的标准状态焓=潜热(单位为j/kg-mol),如果潜热数据的单位是j/kg，那么把它乘以分子量(单位kg/kg-mol)，从而得到所需单位的潜热值。
对于液相和气相，使用参考温度(reference temperature)作为饱和温度(这与14.5之前版本的参考温度设置为298.15K有很大的不同)
规定液相和气相的分子量（molecular weight)相同
3.标准状态熵（Standard state entropy）不重要。它可以保留为默认值。
4.该模型适用于混合多相（mixture multiphase）模型。虽然Lee模型可以用于欧拉多相（Euler mutliphase）模型，但热相变模型更适合于欧拉多相（Euler mutliphase）模型。
求解策略及后处理
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1.求解策略：
如果用mixture模型来进行稳态计算，可以用更小的库朗数来进行coupled求解，比如10甚至更小
如果仍然收敛困难，降低压力和动量的显式松弛因子到0.75，甚至到0.5
如果coupled无法求解，则使用伪瞬态（Pseudo transient）
如果稳态计算出现问题，检查逆流是否造成任何问题。如果你确定在最终解中没有逆流，指定逆流量，这样它们有助于收敛。例如，如果用所有液相初始化，则指定液相逆流。这将有助于收敛。
如果没有办法稳态计算，就进行瞬态计算。对于瞬态，使用phase-coupled SIMPLE，具有以下松弛因子值：压力0.5/0.6，动量0.3/0.4，蒸发质量0.1到0.5,vof 0.5，密度0.5
2.蒸发量或冷凝量调节策略：
如果没有达到所需的蒸发/凝结，就必须调整蒸发和冷凝因子
最好的方法是将数值结果与实验结果进行比较。
如果没有实验结果，则可以进行简单的一维计算：
3.调节蒸发冷凝因子的经验规则如下：
如果需要更多的蒸发，增大蒸发因子，减少冷凝因子，反之亦然
尽管分别将蒸发和冷凝因子的默认值分别设置为0.1和0.1，但它们可以在1e-3至1.0e5之间调节。
冷凝因子与蒸发因子之比应大致等于液相密度与气相密度之比
对于1bar的水，可能要使用10和20000的蒸发冷凝因子，因为液相和气相的密度值约为1000 kg / m3和0.5 kg / m3。该比例不必完全相等，但是冷凝因子必须设置为较高的值，以在相似的驱动力下获得相似的传质速率（在以下几点中定义）：
这是一个近似模型，其中偏离饱和状态决定了传质速率。例如温差(Tcell - Tsat)是驱动力。
这意味着，要发生传质，计算域温度必须稍微高于或低于饱和温度。
在后处理中，你总会发现混合温度远离饱和温度。(蒸发问题高于饱和，冷凝问题低于饱和)
增加蒸发因子会降低混合物的温度，使其接近蒸发问题的饱和。
增加冷凝因子会增加混合物的温度，使其更接近冷凝问题的饱和
