FLUENT模拟毛细现象

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1 前言

毛细现象（又称毛细管作用），是指液体在细管状物体内侧，由于内聚力与附着力的差异、克服地心引力而上升的现象。本案例将用FLUENT来模拟毛细管内的液体上升现象。

2 问题描述

    建立如下的二维平面模型，一根宽1mm的毛细管插入50mm×50mm盛有一定溶液的空间，边界条件按图中示意来设定。其中液体密度750kg/m3，黏度0.001003kg/ms，气体为空气（默认材质）。液体的表面张力系数0.025N/m，与固体壁面的接触角为15°。

    两相流模型采用VOF，选择空气为Primary phase，液体为Secondary phase，求解器设置按默认即可，时间步长设置为1e-5s。

    对计算域进行初始化，使毛细管插入一定深度的液体中，结果如下（红色 区域为液体）：

      某个时刻的毛细管局部放大结果如下，从质量分数可以明显地看到液体附着到壁面上，接触角约为之前设定的15°，与实际情况较为相符。

毛细现象过程见以下动图：