Fluent蒸發(fā)模擬的案例
液滴蒸發(fā)fluent模擬
Fluent(axi, dp, pbns, eulerian, spe, lam, transient) 傳熱模型: constant-htc: 10000 傳質(zhì)模型: species-mass-transfer, Mass Transfer Coefficient: From Phase: 0.05, To Phase: 0.5 從Youtube上看到的一個(gè)案例，自己試了試復(fù)現(xiàn)了下，用的fluent蒸發(fā)冷凝模型
三十四、Fluent液體噴霧蒸發(fā)模擬
概念
液體噴霧蒸發(fā)現(xiàn)象是生活中常見到的一種現(xiàn)象，廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)，對(duì)Fluent進(jìn)行設(shè)置可模擬這類現(xiàn)象。
2. 模型描述
本案例模擬甲醇在鼓風(fēng)霧化器中的霧化，甲醇在被引入鼓風(fēng)霧化器之前被冷卻到-10℃。霧化器中有一股環(huán)形旋轉(zhuǎn)的氣流。同時(shí)為了簡(jiǎn)化模型，本模型使用了旋轉(zhuǎn)周期性網(wǎng)格，只畫了1/12即30°的模型。
3. 基本設(shè)置
3.1 導(dǎo)入網(wǎng)格：
使用Fluent軟件打開Chapter34.msh.gz網(wǎng)格文件，文件在本文末尾鏈接資源內(nèi)。
3.2 修改模型尺寸
本案例模型尺寸保持默認(rèn)即可，關(guān)于scale mesh詳細(xì)設(shè)置查看Chapter31 Fluent空化模型
3.3 求解器設(shè)置
基于壓力求解器，穩(wěn)態(tài)設(shè)置
4. 設(shè)置計(jì)算模型
4.1 能量方程
打開能量方程
4.2 湍流模型設(shè)置
4.3 組分輸運(yùn)模型
打開組分輸運(yùn)模型，將mixture material更改為methyl-alcohol-air（甲醇空氣混合物）
注：默認(rèn)情況下這里的材料為mixture-template，想要出現(xiàn)methyl-alcohol-air需要在material面板下進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置好后此處才可選擇methyl-alcohol-air
5. 材料設(shè)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(fā)/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(fā)/冷凝模型，可以用于蒸發(fā)與冷凝模擬。本例用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)簡(jiǎn)要描述該模型的使用方法。
1 模型描述本例的模型較為簡(jiǎn)單，如圖1所示。計(jì)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(jì)算域內(nèi)初始充滿0.9m深的水。劃分網(wǎng)格如圖2所示。
圖1 計(jì)算域描述
圖2 網(wǎng)格模型
2 導(dǎo)入網(wǎng)格
打開fluent，導(dǎo)入上步生成的網(wǎng)格模型。Scale檢查網(wǎng)格尺寸。如圖3所示。
圖3 scale計(jì)算域
確保計(jì)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(shè)置求解器
選擇壓力基(pressure-based)求解器，同時(shí)選擇瞬態(tài)模擬。
由于水沸騰時(shí)水蒸氣會(huì)在浮力作用下向出口運(yùn)動(dòng)，因此考慮重力。設(shè)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(shè)置。
圖4 設(shè)置求解器
4 設(shè)置計(jì)算模型
添加多相流模型為mixture模型，勾選slip velocity及implicit body force，設(shè)置歐拉相數(shù)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(dòng)，不激活湍流模型。
5 材料設(shè)置
添加材料water-vapor及water-liquid。修改材料屬性。
展開 Fluent專家-udf-1 (液體的蒸發(fā)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(fā)相變模擬)
案例簡(jiǎn)介
本案例對(duì)二維容器內(nèi)水的蒸發(fā)相變過(guò)程進(jìn)行模擬分析，容器底部被持續(xù)加熱，容器內(nèi)裝滿水，液面為自由液面，與底部接觸的水蒸發(fā)形成水蒸汽氣泡，并逐漸上竄至液面逸出，屬于動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。
本案例通過(guò)udf來(lái)定義了水與水蒸汽之間的轉(zhuǎn)換。
十三、FLUENT蒸發(fā)/冷凝模型
很多同學(xué)要研究的問(wèn)題涉及到相變，如蒸發(fā)冷凝問(wèn)題。對(duì)于冷凝，當(dāng)溫度低于當(dāng)前蒸汽壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度時(shí)就會(huì)發(fā)生凝結(jié)。對(duì)于蒸發(fā)，蒸發(fā)可以在任何溫度下進(jìn)行。Fluent自帶有蒸發(fā)冷凝模型，確切點(diǎn)說(shuō)，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(gè)定值，當(dāng)然可以通過(guò)UDF使飽和溫度改變來(lái)模擬蒸發(fā)問(wèn)題。
本例用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)簡(jiǎn)要描述Fluent蒸發(fā)冷凝模型的使用方法。
1 模型描述
本例的模型較為簡(jiǎn)單，如圖所示。計(jì)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(jì)算域內(nèi)初始充滿0.9m深的水。
2 導(dǎo)入網(wǎng)格
打開fluent，導(dǎo)入上步生成的網(wǎng)格模型。Scale檢查網(wǎng)格尺寸。
確保計(jì)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(shè)置求解器
選擇壓力基(pressure-based)求解器，同時(shí)選擇瞬態(tài)模擬。由于水沸騰時(shí)水蒸氣會(huì)在浮力作用下向出口運(yùn)動(dòng)，因此考慮重力。設(shè)置重力加速度為重力加速度為y方向，大小-9.81m/s2。
4 設(shè)置計(jì)算模型
添加多相流模型為VOF模型，設(shè)置歐拉相數(shù)量為2。這里如果想要產(chǎn)生氣泡，需要設(shè)置為VOF模型，如果設(shè)置了Mixture模型，氣液界面不明顯，無(wú)法產(chǎn)生氣泡。
激活能量方程。
此例為層流流動(dòng)，不激活湍流模型。
5 材料設(shè)置
添加材料water-vapor及water-liquid。修改材料屬性。
展開 [轉(zhuǎn)載]Fluent中的蒸發(fā)/冷凝模型實(shí)例
[本例改編自fluent官方教程]
FLUENT中帶有蒸發(fā)/冷凝模型，可以用于蒸發(fā)與冷凝模擬。本例用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)簡(jiǎn)要描述該模型的使用方法。
1 模型描述
本例的模型較為簡(jiǎn)單，如圖1所示。計(jì)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(jì)算域內(nèi)初始充滿0.9m深的水。劃分網(wǎng)格如圖2所示。
2 導(dǎo)入網(wǎng)格
打開fluent，導(dǎo)入上步生成的網(wǎng)格模型。Scale檢查網(wǎng)格尺寸。如圖3所示。
確保計(jì)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(shè)置求解器
選擇壓力基(pressure-based)求解器，同時(shí)選擇瞬態(tài)模擬。
由于水沸騰時(shí)水蒸氣會(huì)在浮力作用下向出口運(yùn)動(dòng)，因此考慮重力。設(shè)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(shè)置。
圖4 設(shè)置求解器
4 設(shè)置計(jì)算模型
添加多相流模型為mixture模型，勾選slip velocity及implicit body force，設(shè)置歐拉相數(shù)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(dòng)，不激活湍流模型。
5 材料設(shè)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(rèn)屬性。
展開 三十、Fluent兩種蒸發(fā)-冷凝模型理論及設(shè)置
與本地存儲(chǔ)的文件不同，這些表一旦被讀入，就會(huì)作為Fluent case文件的一部分被寫出來(lái)。不必維護(hù)表的本地副本。
⑤ 如果選擇空化、蒸發(fā)-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(yùn)模型模擬相變問(wèn)題，且其中一相是氣體，則必須設(shè)置To phase為氣體。
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基于GROMACS的納米水滴蒸發(fā)分子模擬
關(guān)鍵詞：GROMACS；納米水滴；蒸發(fā); 分子動(dòng)力學(xué)；packmol
隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展，納米尺度的液體動(dòng)力學(xué)已經(jīng)成為材料科學(xué)、化學(xué)工程以及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。尤其是納米水滴的蒸發(fā)過(guò)程，因其在制備納米材料、涂層技術(shù)和微流控系統(tǒng)中的重要應(yīng)用，備受關(guān)注。了解納米水滴在不同環(huán)境條件下的蒸發(fā)行為，對(duì)于控制和優(yōu)化納米材料的生產(chǎn)、提高微納尺度設(shè)備的性能具有重要意義。近年來(lái)，基于分子動(dòng)力學(xué)模擬的研究為這一領(lǐng)域提供了深入的理解和理論支持。本案例將探討基于GROMACS的納米水滴蒸發(fā)分子模擬過(guò)程。
一、分子動(dòng)力學(xué)模擬與GROMACS簡(jiǎn)介
分子動(dòng)力學(xué)（MD）模擬是一種通過(guò)數(shù)值方法解決經(jīng)典力學(xué)方程的計(jì)算方法，用于模擬分子和原子層次的物質(zhì)行為。在納米尺度的研究中，MD模擬提供了比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法更為直觀和詳細(xì)的物質(zhì)內(nèi)部動(dòng)態(tài)信息。通過(guò)MD模擬，可以追蹤分子和原子在模擬時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而揭示物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)及其演化過(guò)程。
GROMACS（GROningen MAchine for Chemical Simulations）是當(dāng)前廣泛應(yīng)用的分子動(dòng)力學(xué)模擬軟件，具有高效的計(jì)算能力和靈活的配置選項(xiàng)，支持多種不同類型的分子動(dòng)力學(xué)模擬，并廣泛應(yīng)用于納米物理學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等領(lǐng)域。
二、初始模型的構(gòu)建
在本案例中，我們模擬純水納米液滴的蒸發(fā)過(guò)程，水分子采用spce水模型。
展開 Fluent仿真實(shí)例 – DPM模型仿真噴淋水滴在熱空氣管道中蒸發(fā)
管中分布著水滴噴入器，在管中，水滴將會(huì)被熱空氣加熱蒸發(fā)相變?yōu)樗魵猓旱巍⑺魵夂蜔峥諝庖黄鸹旌蠌某隹诹鞒觥?CFD仿真思路：
先求解沒有液滴的流場(chǎng)；
啟動(dòng)DPM模型+Species模型仿真液滴以及蒸發(fā)問(wèn)題。
1、啟動(dòng)軟件并導(dǎo)入網(wǎng)格
1.1 啟動(dòng)Fluent軟件，選擇3D雙精度求解器。
1.2 導(dǎo)入網(wǎng)格，網(wǎng)格文件在文章底部有下載鏈接。
2、模型設(shè)置
2.1 啟動(dòng)能量方程。
2.2 湍流模型。
2.3 啟動(dòng)組分傳輸模型Species Model。當(dāng)設(shè)置后點(diǎn)擊會(huì)彈出一個(gè)information確認(rèn)框，點(diǎn)擊ok確定即可。
2.4 設(shè)置離散型DPM模型。
3、材料設(shè)置
對(duì)于本工況，空氣、水、O2和N2保留默認(rèn)設(shè)置。
4、邊界條件
4.1 進(jìn)口邊界，設(shè)置進(jìn)口速度為16 m/s，設(shè)置進(jìn)口溫度為900K，設(shè)置物料組分O2為0.23。
4.2 出口邊界，設(shè)置物料組分O2為0.23。
5、操作條件
6、設(shè)置水滴噴射點(diǎn)。
6.1 噴射點(diǎn)0，操作Dedine -> Injections…
點(diǎn)擊Create按鈕后，彈出設(shè)置框。
在Turbulent Dispersion按鈕，設(shè)置Discrete Random Walk Model。
6.2 建立噴射點(diǎn)1。噴射點(diǎn)1只是在噴射點(diǎn)0的基礎(chǔ)上，只修改噴射位置而已，所以操作上只需要copy噴射點(diǎn)0，然后修改位置即可。
6.3 copy噴射點(diǎn)1，建立其它7個(gè)噴射點(diǎn)，噴射點(diǎn)的位置如下列表，同時(shí)Total Flow Rate設(shè)置為0.003。
7、求解設(shè)置
7.1 離散方案和收斂殘差保持默認(rèn)。
展開 多物理場(chǎng)耦合下的液滴蒸發(fā)收縮模擬 ￥1500
本案例基于流場(chǎng)、熱場(chǎng)、動(dòng)網(wǎng)格、濃度場(chǎng)、電場(chǎng)以及邊界方程描述等多個(gè)物理場(chǎng)，數(shù)值仿真了液滴蒸發(fā)時(shí)內(nèi)部流場(chǎng)變化以及收縮變形過(guò)程，仿真結(jié)果如圖所示：
Mixture 模型下UDF模擬蒸發(fā)過(guò)程 ￥10
基本計(jì)算模型為：
二維單管，制冷劑R134a，光滑直管內(nèi)換熱研究
飽和壓力為0.57Mpa， 管壁熱流密度恒定
蒸發(fā)器進(jìn)口質(zhì)量流量恒定
包括了網(wǎng)格文件 cas 和 dat 以及udf
管道長(zhǎng)度信息和管徑信息見網(wǎng)格文件
邊界類型情況見case 文件
代做Aspen Plus模擬多效蒸發(fā)或有機(jī)物氣化 ￥300
代做Aspen Plus流程模擬（4年經(jīng)驗(yàn)）
多效蒸發(fā)：乙二醇和水的七效蒸發(fā)，其他類似也可以做
生物質(zhì)（或其他有機(jī)物）氣化過(guò)程模擬，高溫或者等離子體模擬
聯(lián)系方式：qq1013541508
價(jià)格再議
水沸騰蒸發(fā)模擬（相場(chǎng)法和水平集法） ￥19
水沸騰蒸發(fā)可以很好地幫助理解激光與材料作用過(guò)程中的金屬液體蒸發(fā).
包含相場(chǎng)法和水平集法，可以很好地對(duì)比兩者之間的區(qū)別
FLUENT非預(yù)混燃燒模擬 附FLUENT非預(yù)混燃燒模型下載
本教程的目的是準(zhǔn)確地模擬在300千瓦BERL燃燒室的燃燒過(guò)程。這類問(wèn)題可以通過(guò)物質(zhì)輸運(yùn)模型或非預(yù)混燃燒模型來(lái)模擬。在本教程中，將使用非預(yù)混燃燒模型來(lái)建立和解決天然氣燃燒問(wèn)題。
1 啟動(dòng)FLUENT并導(dǎo)入網(wǎng)格
（1）在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.1→Fluid Dynamics→FLUENT 19.1命令，啟動(dòng)FLUENT 19.1。
（2）在FLUENT Launcher界面中的Dimension中選擇2D，在Display Options中勾選Display Mesh After Reading，Embed Graphics Windows和Workbench Color Scheme，單擊OK按鈕進(jìn)入FLUENT主界面。
（3）在FLUENT主界面中，單擊主菜單中File→Read→Mesh按鈕，彈出Select File（導(dǎo)入網(wǎng)格）對(duì)話框，選擇文件名為berl.msh的網(wǎng)格文件，單擊OK按鈕便可導(dǎo)入網(wǎng)格。
（4）導(dǎo)入網(wǎng)格后，在圖形顯示區(qū)將顯示幾何模型。
（5）單擊主菜單中Mesh→Check按鈕，檢查網(wǎng)格質(zhì)量，確保不存在負(fù)體積。
（6）單擊主菜單中Mesh→Transform→Scale按鈕，在View Length Unit In中選擇mm，在Mesh Was Created In中選擇mm，單擊Scale按鈕并關(guān)閉窗口。
（7）單擊主菜單中Results→Graphics→Views按鈕，在Mirror Planes中選擇axis-2，單擊Apply按鈕并關(guān)閉窗口。
（8）單擊主菜單中File→Write→Case按鈕，彈出Select File（保存項(xiàng)目）對(duì)話框，在Case File中填入battery，單擊OK按鈕便可保存項(xiàng)目。
展開 fluent 電化學(xué)模擬 模擬鋰電池放電 ￥50
模擬的是Kim論文里面的鋰離子電池放電行為。
使用NTGK模型。使用的電池是15Ah LiMn2O4正極/石墨陽(yáng)極電池。電池幾何模型如下圖所示。這里主要研究的是在不同放電速率下電池的行為。
包括case 和data 文件
