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Fluent冰块融化案例

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正文共: 697字 17图    预计阅读时间: 2分钟


 

1 前言

 


    之前笔者有写过一个冰融化的案例,彼时仅仅采用了Fluent自带的融化凝固模型单纯模拟冰的融化。今天我们继续做一个冰块融化的案例,本案例除了模拟冰融化过程,还模拟了冰块融化过程中的形状变化。

 

2 建模描述

 


    建立一个50mm×50mm×50mm的立方体计算域,在底部中心有一个20mm×20mm×20mm的立方体冰块(如下图),冰块四周为空气。计算域底部为50℃恒温壁面,其余为绝热壁面。建模时,需要将冰块和空气的接触面亦即冰块表面也建立。

 

3 求解设置

 


    开启能量方程,开启重力项,开启瞬态求解,本案例考虑冰融化后的流动为层流,因此采用层流模型。
    开启凝固融化模型,采用默认设置即可。
    新建材料,介质为水,修改相关物性参数,这里重点修改相变潜热,凝固和融化温度。
    对于空气物性参数采用默认值,这里若要考虑更为准确的传热过程,最好加上空气的自然对流换热(非定常密度)和辐射换热,这会影响冰块融化的形状变化。
    开启多相流VOF模型,用以捕捉冰块界面,并做如下设置,空气为主相,水为次相,并考虑液体表面张力,水的表面张力系数设置为0.072n/m。
    设置底部加热面和四周绝热面。
    设置冰块表面为interior边界。
    按下列值进行初始化,并将冰块区域的水体积分数patch为1,初始状态如下图。
    创建动画,这里为了显示三维冰块融化形状变化过程,创建一个ISO面,值为水的体积分数为1.0,效果如下图。
    瞬态求解时间步长为0.001s。
    其余设置采用默认。

 

4 计算结果

 


    计算终了时刻冰块的形状如下
来源:仿真与工程
Fluent多相流材料
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首次发布时间:2023-07-05
最近编辑:1年前
余花生
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