COMSOL新手入门 详细教程案例一——水蒸发冷凝

案例描述：本案例主要用到的物理场是流体传热和相场层流。流动的计算域模型如图所示，包括流体1、流体2、出口、蒸发壁和冷却壁。模型为2D，整个的流动过程为层流及不可压缩流动。

S1：启动 comsol 5.5

• 点击模型向导，在空间维度内选择二维
• 展开流体流动中多相流，选择两相流，相场（层流）、传热中选择流体传热
• 单击包含相初始化的瞬态研究
• 单击完成

S2：材料

• 从材料库中添加水和空气
• 计算域如上图所示

S3：层流

• 单击层流，物理模型中选择包含重力。

  将自洽稳定性展开，取消流线扩散和侧风取消

• 选择层流，右击在对话框内添加出口

• 出口设置成压力出口，数值为0

S4：相场

• 在相场模型里面将界面厚度控制参数设置为4e-4(一般都为最大网格尺寸的五分之一),迁移调整参数为10
• 选择相场，右击弹出对话框，依次添加初始值、初始界面、润湿壁以及弱贡献。
• 将初始值1设置成流体1，初始值2为流体2，初始界面为流体1与流体2的交界处
• 润湿壁的润湿角任意指定，本模型设置为pi/2
• 弱贡献的设置如下图所示，其原理是服从质量守恒定律（小矩形被隐藏）
  

S5：流体传热

• 流体传热中分别添加温度1（2）、热源、热通量、流出以及初始值（T_sat=373 [K]）等边界条件，其设置如图所示。热源的设置可参考官方案例水沸腾进行设置，热通量为关于时间t的分段函数。
  
  

  

  

  

  

  

  
  

  

S6：两相流，相场

• 多物理场中的两相流相场以及非等温流动相关设置为默认，选择在动量方程中包含表面张力，并设置相应的表面张力系数为0.0588N/m。

S7：网格划分

• 本模型网格选择自动划分即可，单元大小为较细化。

S8：研究1

• 选择步骤2：瞬态，将总步长设置为1s，每个时间步长为0.01s，其余设置为默认，开始计算。
  
  
  流体1的体积分数如下图