COMSOL兩相流相場-注水

案例描述本案例主要用到的物理場是兩相流相場。流動的計算域模型如圖所示,包括入口、出口、壁。模型為2D,整個的流動過程為等溫、層流及不可壓縮流動。

COMSOL兩相流相場-注水的圖1

S1:啟動 comsol 5.5


  • 點擊模型向導,在空間維度內選擇二維
  • 展開流體流動中多相流,選擇兩相流,相場(層流)
  • 單擊包含相初始化的瞬態研究
  • 單擊完成

S2:材料


  • 從材料庫中添加水和空氣
  • 小矩形定義為水計算域,大矩形為空氣域

S3:層流


  • 單擊層流,物理模型中選擇包含重力。將自洽穩定性展開,取消流線擴散和側風取消
  • 選擇層流,右擊在對話框內依次添加入口和出口
  • 在入口中選擇對應的邊界并將邊界條件設置成速度入口,如下圖
  • 出口設置成壓力出口,數值為0

    COMSOL兩相流相場-注水的圖2

    COMSOL兩相流相場-注水的圖3

S4:相場


  • 在相場模型里面將界面厚度控制參數設置為4e-4(一般都為最大網格尺寸的五分之一),遷移調整參數為10
  • 選擇相場,右擊彈出對話框,依次添加初始值、初始界面、潤濕壁。
  • 將初始值1設置成流體1,初始值2為流體2,初始界面為流體1與流體2的交界處
  • 潤濕壁的潤濕角任意指定,本模型設置為pi/4

COMSOL兩相流相場-注水的圖4

S5:兩相流,相場


  • 多物理場中的兩相流相場相關設置為默認,選擇在動量方程中包含表面張力,并設置相應的表面張力系數

S6:網格劃分


  • 本模型網格選擇自動劃分即可,單元大小為細化。

    COMSOL兩相流相場-注水的圖5

S7:研究1


  • 選擇步驟2:瞬態,將總步長設置為2s,每個時間步長為0.001s,其余設置為默認,開始計算。

    流體1的體積分數如下圖

    COMSOL兩相流相場-注水的圖6

    COMSOL兩相流相場-注水的圖7

    COMSOL兩相流相場-注水的圖8

    COMSOL兩相流相場-注水的圖9

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