Fluent液滴蒸發的案例
液滴蒸發fluent模擬
Fluent(axi, dp, pbns, eulerian, spe, lam, transient) 傳熱模型: constant-htc: 10000 傳質模型: species-mass-transfer, Mass Transfer Coefficient: From Phase: 0.05, To Phase: 0.5 從Youtube上看到的一個案例，自己試了試復現了下，用的fluent蒸發冷凝模型
多物理場耦合下的液滴蒸發收縮模擬 ￥1500
本案例基于流場、熱場、動網格、濃度場、電場以及邊界方程描述等多個物理場，數值仿真了液滴蒸發時內部流場變化以及收縮變形過程，仿真結果如圖所示：
十三、FLUENT蒸發/冷凝模型
很多同學要研究的問題涉及到相變，如蒸發冷凝問題。對于冷凝，當溫度低于當前蒸汽壓力對應的飽和溫度時就會發生凝結。對于蒸發，蒸發可以在任何溫度下進行。Fluent自帶有蒸發冷凝模型，確切點說，Fluent自帶的相變模型更適用于沸騰和冷凝，其飽和溫度是一個定值，當然可以通過UDF使飽和溫度改變來模擬蒸發問題。
本例用一個簡單的例子來簡要描述Fluent蒸發冷凝模型的使用方法。
1 模型描述
本例的模型較為簡單，如圖所示。計算域高1m，寬0.2m。頂部邊界為壓力出口，底部有一高溫壁面hot_wall，溫度570K，其他壁面wall為絕熱邊界。計算域內初始充滿0.9m深的水。
2 導入網格
打開fluent，導入上步生成的網格模型。Scale檢查網格尺寸。
確保計算域尺寸是我們所需要的。本例中x方向尺寸0~0.2m，y方向0~1m。
3 設置求解器
選擇壓力基(pressure-based)求解器，同時選擇瞬態模擬。由于水沸騰時水蒸氣會在浮力作用下向出口運動，因此考慮重力。設置重力加速度為重力加速度為y方向，大小-9.81m/s2。
4 設置計算模型
添加多相流模型為VOF模型，設置歐拉相數量為2。這里如果想要產生氣泡，需要設置為VOF模型，如果設置了Mixture模型，氣液界面不明顯，無法產生氣泡。
激活能量方程。
此例為層流流動，不激活湍流模型。
5 材料設置
添加材料water-vapor及water-liquid。修改材料屬性。
展開 Fluent 模擬液滴撞擊壁面 3D ￥30
fluent 模擬mm級別液滴撞擊壁面
VOF 和level-set 方法
包括case 和 data 文件
droplet_on_surface.avi
三十四、Fluent液體噴霧蒸發模擬
概念
液體噴霧蒸發現象是生活中常見到的一種現象，廣泛應用于化工行業，對Fluent進行設置可模擬這類現象。
2. 模型描述
本案例模擬甲醇在鼓風霧化器中的霧化，甲醇在被引入鼓風霧化器之前被冷卻到-10℃。霧化器中有一股環形旋轉的氣流。同時為了簡化模型，本模型使用了旋轉周期性網格，只畫了1/12即30°的模型。
3. 基本設置
3.1 導入網格：
使用Fluent軟件打開Chapter34.msh.gz網格文件，文件在本文末尾鏈接資源內。
3.2 修改模型尺寸
本案例模型尺寸保持默認即可，關于scale mesh詳細設置查看Chapter31 Fluent空化模型
3.3 求解器設置
基于壓力求解器，穩態設置
4. 設置計算模型
4.1 能量方程
打開能量方程
4.2 湍流模型設置
4.3 組分輸運模型
打開組分輸運模型，將mixture material更改為methyl-alcohol-air（甲醇空氣混合物）
注：默認情況下這里的材料為mixture-template，想要出現methyl-alcohol-air需要在material面板下進行設置。設置好后此處才可選擇methyl-alcohol-air
5. 材料設置
5.1 添加methyl-alcohol-air材料
Materials-Mixture
在Materials下，單擊Mixture...
展開 fluent利用蒸發/冷凝模型模擬沸騰
[p=21, 2, left][本例改編自fluent官方教程][/p]FLUENT中帶有蒸發/冷凝模型，可以用于蒸發與冷凝模擬。本例用一個簡單的例子來簡要描述該模型的使用方法。
1 模型描述本例的模型較為簡單，如圖1所示。計算域高1m，寬0.2m。頂部邊界為壓力出口，底部有一高溫壁面hotwall，溫度570K，其他壁面wall為絕熱邊界。計算域內初始充滿0.9m深的水。劃分網格如圖2所示。
圖1 計算域描述
圖2 網格模型
2 導入網格
打開fluent，導入上步生成的網格模型。Scale檢查網格尺寸。如圖3所示。
圖3 scale計算域
確保計算域尺寸是我們所需要的。本例中x方向尺寸0~0.2m，y方向0~1m。
3 設置求解器
選擇壓力基(pressure-based)求解器，同時選擇瞬態模擬。
由于水沸騰時水蒸氣會在浮力作用下向出口運動，因此考慮重力。設置重力加速度為重力加速度為y方向，大小-9.81m/s2。如圖4所示設置。
圖4 設置求解器
4 設置計算模型
添加多相流模型為mixture模型，勾選slip velocity及implicit body force，設置歐拉相數量為2。如圖5所示。
圖5 多相流模型選擇
圖6 能量方程
激活能量方程。如圖6所示。
此例為層流流動，不激活湍流模型。
5 材料設置
添加材料water-vapor及water-liquid。修改材料屬性。
展開 三十、Fluent兩種蒸發-冷凝模型理論及設置
與本地存儲的文件不同，這些表一旦被讀入，就會作為Fluent case文件的一部分被寫出來。不必維護表的本地副本。
⑤ 如果選擇空化、蒸發-冷凝或沸騰，從From phase（源相）中選擇的相必須是液體，To phase必須是蒸汽。如果是組分輸運模型模擬相變問題，且其中一相是氣體，則必須設置To phase為氣體。
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Fluent專家-udf-1 (液體的蒸發相變模擬)
evaporation and condensation.rar
液體水-水蒸汽udf.txt
watervapor.c.txt
wb.rar
wb11.rar
Fluent專家-udf-1
(液體的蒸發相變模擬)
案例簡介
本案例對二維容器內水的蒸發相變過程進行模擬分析，容器底部被持續加熱，容器內裝滿水，液面為自由液面，與底部接觸的水蒸發形成水蒸汽氣泡，并逐漸上竄至液面逸出，屬于動態變化過程。
本案例通過udf來定義了水與水蒸汽之間的轉換。
[轉載]Fluent中的蒸發/冷凝模型實例
[本例改編自fluent官方教程]
FLUENT中帶有蒸發/冷凝模型，可以用于蒸發與冷凝模擬。本例用一個簡單的例子來簡要描述該模型的使用方法。
1 模型描述
本例的模型較為簡單，如圖1所示。計算域高1m，寬0.2m。頂部邊界為壓力出口，底部有一高溫壁面hotwall，溫度570K，其他壁面wall為絕熱邊界。計算域內初始充滿0.9m深的水。劃分網格如圖2所示。
2 導入網格
打開fluent，導入上步生成的網格模型。Scale檢查網格尺寸。如圖3所示。
確保計算域尺寸是我們所需要的。本例中x方向尺寸0~0.2m，y方向0~1m。
3 設置求解器
選擇壓力基(pressure-based)求解器，同時選擇瞬態模擬。
由于水沸騰時水蒸氣會在浮力作用下向出口運動，因此考慮重力。設置重力加速度為重力加速度為y方向，大小-9.81m/s2。如圖4所示設置。
圖4 設置求解器
4 設置計算模型
添加多相流模型為mixture模型，勾選slip velocity及implicit body force，設置歐拉相數量為2。如圖5所示。
激活能量方程。如圖6所示。
此例為層流流動，不激活湍流模型。
5 材料設置
添加材料water-vapor及water-liquid。修改材料屬性。
Water-liquid屬性：
Density：1000kg/m3
Viscosity：0.0009kg/m-s
Standard state enthalpy：0 j/kgmol
Reference temperature：298k
其他采用默認屬性。
展開 FLUENT多相流案例之三：基于VOF模型的墨水噴嘴液滴形成過程仿真 ￥499
噴墨打印機噴嘴液滴形成的瞬態過程是打印機的核心控制參數。本算例采用VOF模型來預測液滴的形狀。為了捕捉出墨的毛細效應，需要考慮表面張力和潤濕角的大小，但不考慮重力影響。噴嘴內部的表面是中性可濕潤的，而噴嘴孔周圍則是不可濕潤的。仿真域由兩個部分組成:墨腔和氣腔，初始時刻，墨水充滿噴嘴，而其余區域充滿了空氣。假定這兩種液體都處于靜止狀態。為了啟動噴墨，在進口邊界處的墨水流速突然從0上升到3.58 m/s，并根據余弦定律下降，10微秒后，速度回到零。總共仿真時間為30微秒，即，是最初脈沖持續時間的三倍。由于是軸對稱問題，采用二維幾何。
20ms時刻
UDF定義速度邊界隨時間變化
收費文件列表
展開 交流電場下微通道中的液滴動力學----基于FLUENT進行UDF二次開發
在本文中，我們通過數值模擬研究了交流電場下微通道中油水兩相液滴的形成。結合流體體積法（VOF）和泄漏介質模型建立了三維數值模型，揭示了電場作用下液滴的形成機理。由于電場引起的麥克斯韋應力，正弦波形電場在液體界面處引起振蕩，從而刺激分散相的破裂，以調整液滴尺寸。圖一展示了帶有非接觸電極的微通道示意圖，整個模型涉及以下物理場模型：
【關鍵詞】電流體動力學；VOF；微流體；二次開發；兩相流
VOF兩相流模型：
靜電場方程：
圖一 帶有非接觸電極的微通道示意圖
通過引入正弦函數，實現了交流電頻率和電壓對微通道液滴動力學的研究。此外，還研究了壁面接觸角，微通道入口流速等參數對兩相流的影響。一些結果云圖如下：
圖二 交流電場分布
圖三 液滴分布
圖三 液滴與場強分布
通過FLUENT二次開發，建立了三維電流體動力學模型，該模型實現了VOF方法和泄漏介質模型的耦合，可以得到與相應實驗完全一致的結果。研究表明，隨著電壓的增加，液滴尺寸變小，導致電場對液滴形成的影響越來越大。分散相和連續相之間的壓力差說明了電應力影響的細節。當V達到750V時，壓差的演變由周期性變化的電場控制，壓力的變化加速了分散相的破裂。電頻率的增加導致分散相內電勢的大幅提升，在分散相頸部的中間部分處引起強烈的電體積力。該力具有從分散相內部到外部的方向分量，它能夠防止分散相頸部破裂，從而形成液滴的噴射。本文詳細的研究揭示了通過增加施加的交流電場的頻率，液滴形成從滴落到噴射的轉變背后的機制。
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展開 
Fluent仿真實例 – DPM模型仿真噴淋水滴在熱空氣管道中蒸發
管中分布著水滴噴入器，在管中，水滴將會被熱空氣加熱蒸發相變為水蒸氣，液滴、水蒸氣和熱空氣一起混合從出口流出。
CFD仿真思路：
先求解沒有液滴的流場；
啟動DPM模型+Species模型仿真液滴以及蒸發問題。
1、啟動軟件并導入網格
1.1 啟動Fluent軟件，選擇3D雙精度求解器。
1.2 導入網格，網格文件在文章底部有下載鏈接。
2、模型設置
2.1 啟動能量方程。
2.2 湍流模型。
2.3 啟動組分傳輸模型Species Model。當設置后點擊會彈出一個information確認框，點擊ok確定即可。
2.4 設置離散型DPM模型。
3、材料設置
對于本工況，空氣、水、O2和N2保留默認設置。
4、邊界條件
4.1 進口邊界，設置進口速度為16 m/s，設置進口溫度為900K，設置物料組分O2為0.23。
4.2 出口邊界，設置物料組分O2為0.23。
5、操作條件
6、設置水滴噴射點。
6.1 噴射點0，操作Dedine -> Injections…
點擊Create按鈕后，彈出設置框。
在Turbulent Dispersion按鈕，設置Discrete Random Walk Model。
6.2 建立噴射點1。噴射點1只是在噴射點0的基礎上，只修改噴射位置而已，所以操作上只需要copy噴射點0，然后修改位置即可。
6.3 copy噴射點1，建立其它7個噴射點，噴射點的位置如下列表，同時Total Flow Rate設置為0.003。
7、求解設置
7.1 離散方案和收斂殘差保持默認。
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