FLUENT计算膜态沸腾

 简介：该算例的目的是提供一个薄膜沸腾计算的特定设置和求解建议。在这种情况下，壁的表面温度要高于液体蒸发的温度，并且整个壁面都被气体所包裹。由于壁面部分不断地进行气液质量交换，气泡不断地产生和上升，这就是膜态沸腾的现象。该案例使用了用户自定义函数（UDF）函数。

问题描述：壁面温度高于蒸发温度 10K。初始时刻，液体区域的温度沿 Y 正方向由Twall 到 Tsat 线性变化。

准备：将网格文件和 c 文件拷贝至工作目录； 开启二维双精度求解器。

 计算求解： 1. 读入网格。file-read-mesh。

2. 检查网格。

3. 定义求解器为瞬态求解，设置重力方向为Y负方向，大小为9.81，保留其余默认设置。

 

4. 开启 VOF 模型，并激活 implicit body force 。

5. 打开能量方程。

6. 设置材料。创建两个新材料，一个材料为液体一个为气体。材料属性见下表：

 

 

7. 定义两相，设置主相为气体,名字为 vapor，次相为液体，名字为 liquid。

 

8. 设置相间作用，设置相间作用力为表面张力 0.1.

9. 设置重力方向为 Y 负方向 9.81，设置参考密度为 5kg/m3。

10. 设置 UDF。本例中 UDF 主要是用于计算相变过程中的质量传递和能量传递。define-user defined-functions-compiled 选择编译好的 boiling.c 文件，此前要确保 c 文件和算例文件在同一文件夹下。点击 build 进行创建源文件，然后点击 load 进行加载链接。

11. 挂载初始化文件和 adjust 文件define-user defined-functions-hooks ， 点 击 initialization 后 的 edit 然 后 选 择 右 侧 的my-init-function，点击 add，点击 ok 退出，然后点击 adjust 右侧的 edit 然后选择右侧的area-density 点击 add 然后点击 ok 退出。

12. 本例中我们运用了 3 个 UDM，因此设置，define-user defined-memory，设置数量为 3.

13. 设置 cell zone 边界条件。在 cell zone 保持 mixture 选项，点击 set,激活 source term 选项，点击 energy 右侧的 edit，设置 number of energy source 为 1，选择 udf.energy::libudf 然后点击 ok 退出。在 cell zone 选择 liquid 选项，点击 set, 激活 source term 选项，点击mass 右侧的 edit, 设置number of mass source 为 1，选择 udf.liquid::libudf 然后点击 ok 退出。在 cell zone 选择 vapor 选项，点击 set, 激活 source term 选项，点击 mass 右侧的edit, 设置number of mass source 为 1，选择 udf.vapor::libudf 然后点击 ok 退出。

14 设置 heat 的边界条件设置 heat 的温度为 510K。

15. 设置 outlet 的边界条件，设置 outlet 为压力出口，设置回流温度为 500k,设置液相的回流体积分数为 1。

16. 求解设置，在 TUI 窗口激活表面张力的计算， 在 TUI 窗口输入

 solve/set/surface-tension

Use node based smoothing [no]

Number of smoothings [1]

Smoothing relaxation Factor [1]

use vof gradients at the nodes for curvature calcualtion? [yes]no

17 设置求解参数,设置压力和动量的亚松弛因子为 0.5. 设置压力的离散方式为 PRESTO!,设置动量和能量的离散方法为QUICK.设置压力速度耦合为 PISO。

18 初始化。设置压力和各项速度均为 0，设置液体的体积分数为 1，设置初始时刻的温度为 500K，点击ok.

19. 设置一个自定义参数。define-custom filed functions,定义参数为 510-y*10/0.1168，名字采用默认。

20. 初始化补充，选择 initialize -patch ， 在变量一栏选择 temperature ， 右侧区域选择刚才定义的custom-function-0，在 zones 区域选择 fluid 点击 patch。

21. 设置参考长度为 0.0778，设置参考温度为 500K。

22. 计算设置，设置时间步长为 0.001，设置迭代步数为 4000.开始计算。

 

文件链接：https://pan.baidu.com/s/19TXM5YnOJfrKsoApsEic1Q"""" target="_blank">" target="_blank">https://pan.baidu.com/s/19TXM5YnOJfrKsoApsEic1Q""" target="_blank">"" target="_blank">https://pan.baidu.com/s/19TXM5YnOJfrKsoApsEic1Q""" target="_blank"><a href="https://pan.baidu.com/s/19TXM5YnOJfrKsoApsEic1Q" "