[案例分析]STARCCM+入門系列之——融化凝固

1、問題描述      本案例演示本教程演示如何在STAR-CCM+ 中設置融化和凝固分析,其中模擬了水在管道中的凍結情形。模型如下:[案例分析]STARCCM+入門系列之——融化凝固的圖1
2、軟件設置    (1)選擇物理模型;使用 K-Epsilon 湍流模型和分離流求解器來求解瞬態雷諾平均納維-斯托克斯方程。在激活流體域體積(VOF) 模型后,才可將融化和凝固選項用于歐拉相。物理模型的選擇如下:[案例分析]STARCCM+入門系列之——融化凝固的圖2
    (2)定義用于融化-凝固模型的液相;在連續體continuum中,右鍵單擊Models > EulerianMultiphase > Eulerian Phases 節點,創建新相,把新相命名為H2O,在H2O節點選擇流體和恒密度,融化-凝固模型。
[案例分析]STARCCM+入門系列之——融化凝固的圖3
將固相體積分數閾值設置為高于液相中使流體停止的值。在Eulerian Phases > H2O >Models節點,流體停止相對固體分數設置為0.999,亞松弛因子設置為0.1。

(3)設置初始條件;場函數將初始壓力場設置為線性分布:此分布接近期望的求解。用這種方式設置初始壓力可減少獲得求解所需的時間。指定入口和出口處的壓力分布以正確定義線性壓力場。創建進口壓力,出口壓力場函數。


[案例分析]STARCCM+入門系列之——融化凝固的圖4
[案例分析]STARCCM+入門系列之——融化凝固的圖5
[案例分析]STARCCM+入門系列之——融化凝固的圖6

 (4)設置邊界條件;流體域的邊界條件設置類型如下:

先設置入口邊界條件。入口溫度是273.1 K,體積分數是 1.0。在反向流的情況下,則從壓力出口的指定壓力中扣除動態壓力以及因湍流造成的應力。因此,將入口壓力分布指定為:1+動壓;如入口壓力場函數中所指定。此設置的目的是,確保在水流入管道時靜態入口壓力實際始終為1.0 Pa。

  出口壓力設置為環境壓力,即0 Pa 表壓。不過,上一節已為出口壓力定義了一個場函數,在此處再次使用。這種方法的優點是:如果必須更改整個域的壓力分布,僅在一個位置更改出口壓力即可,而不是兩個位置。

 (5)由于本模擬是瞬態模擬,因此需要設置時間步、各時間步內允許的最大內部迭代次數以及獲得求解所用的總體物理時間。選擇Solvers > ImplicitUnsteady節點,然后將時間步設為 0.2 s。將Maximum Physical Time設置為20s;分離流速度的亞松弛因子設置為0.5;

 (6)運行模擬;計算結果如下:

[案例分析]STARCCM+入門系列之——融化凝固的圖7
[案例分析]STARCCM+入門系列之——融化凝固的圖8

  • 本文轉自有限猿仿真博客,感謝原作者。如有侵權請立即聯系刪除。

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