Fluent冰块融化案例
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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。
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。
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。 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。 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。