蒸發液滴
關注創建者：匿名 創建時間：2021-12-02
蒸發液滴的視頻教程
蒸發液滴的實例教程
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：
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
建立的兩個計算模型除了使用湍流模型不一樣外，其它如噴霧破碎、湍流擴散、液滴蒸發、液滴碰撞和噴霧碰壁等模型都設置一樣，網格設置也相同，最大網格數可達1000萬。
Small methods：蒸發誘導液滴自組裝精確構筑微結構
近期，香港大學機械工程系王立秋教授研究組和深圳大學孔湉湉博士研究組提出了以微流控液滴為模板，利用乳液蒸發方法促進液滴自組裝實現大面積高精度微米結構的制備。結構調控通過雙重機制完成：1）蒸發誘導微液滴自組裝，在宏觀尺度上形成高度有序的液滴陣列；2）自組裝完成后，微液滴受力變形可在微米尺度上進一步精確調控微結構的類型和尺寸。研究者揭示了自組裝過程的調控機制，并根據液滴數量和變形程度，構建理論模型，精確描述了不同的結構類型和微觀尺寸特征。該制備方法可拓展至雙重乳液和Pickering乳液等，實現微結構的復雜化和功能化，例如在多孔結構中鑲嵌微顆粒、制備微納層次結構等。通過控制表面結構可實現固體表面潤濕特性的調控，如超疏水、空氣中親油/疏油、水下超疏油和液體灌注的超滑表面的設計與制備等。
該方法充分利用了微流控技術在微米尺度上精確控制液滴尺寸、結構、組分的能力，并通過乳液蒸發法在微觀和宏觀尺度上同時實現結構的精確控制。進一步豐富液滴模板的多樣性，有望在不同尺度上構筑結構和性能高度可控的新型功能材料。
一種通用氣泡模板衍生法制備石墨烯多空材料
最近，清華大學材料學院朱宏偉教授團隊和中國航發北京航空材料研究院何利民研究員合作在Advanced Functional Materials上發表文章，提出了一種在氣-液界面組裝制備石墨烯多孔材料的通用方法，該文也入選了該期的內封底。利用表面活性劑泡沫團聚體為模板，控制氧化石墨烯和氣泡混合液的穩定，冷凍干燥進行結構固定，后續高溫處理可同時還原氧化石墨烯和去除表面活性劑，得到三維石墨烯海綿。另外，將泡沫團聚體與刮涂制膜相結合，可制備大面積獨立自支撐的二維石墨烯多孔膜。
展開 高精度霧化模型
更值得關注的是，該解決方案通過 Euler-Lagrange 耦合方法，實現了噴霧液滴蒸發與氣相湍流燃燒的無縫銜接：以 Lagrange 方法求解噴霧軌跡與液滴蒸發過程，結合蒸發模型計算液滴質量損失；以 Euler 方法求解氣相流場，采用高精度湍流模型與復雜化學反應動力學模塊，精準描述湍流與燃燒的相互作用。針對燃燒不穩定性問題，軟件可通過 LES 方法獲取火焰傳遞函數，分析熱釋放對燃燒室聲壓分布、特征頻率的影響，為燃燒室結構優化與燃燒模式調整提供定量依據。
旋流噴嘴霧化
覆蓋壓氣機全工況，多物理場耦合仿真保障運行可靠性
壓氣機主要負責將空氣壓縮后送入燃燒室，其性能直接影響發動機的整體效率與穩定性。在實際飛行中，壓氣機面臨前置噴水冷卻、吞沙、吸雨吸雹等復雜工況，易引發葉片腐蝕、沖蝕、效率下降等問題。積鼎科技針對壓氣機多工況下的性能挑戰，構建了多物理場耦合的仿真解決方案，涵蓋前置噴水冷卻、發動機吞沙、吸雨吸雹三大核心場景，為壓氣機設計與可靠性提升提供關鍵技術支撐。
在前置噴水冷卻仿真中，VirtualFlow 軟件基于歐拉 - 拉格朗日方法，完整模擬冷卻介質從噴口到壓氣機葉片的運動全過程，重點考慮液滴與葉片的相互作用及相變傳熱過程。通過液膜模型，結合液膜速度方程與平均速度方程，可精準分析液膜在葉片表面的流動與傳熱規律，為冷卻系統參數優化提供依據，有效提升壓氣機冷卻效率，避免葉片過熱損壞。
針對發動機吞沙工況，軟件采用 DPM解決方案，實現沙塵顆粒運動與壓氣機氣動的雙向耦合計算。通過歐拉 - 拉格朗日方法，追蹤不同粒徑、密度沙塵顆粒的軌跡與數量，結合沖蝕半經驗公式，綜合顆粒物性、沖擊速度、入射角等因素，計算沙塵對葉片的沖蝕程度。
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根據情況進行流場分析的關注點為：液滴軌跡與蒸發效率：分析水滴在高溫氣流中的運動軌跡、穿透深度以及完全蒸發所需的時間和距離。優化噴槍位置和角度，避免水滴未完全蒸發就撞擊到壁面或篦床，造成腐蝕、結塊或設備損壞。氣流組織分析：研究噴水后對篦冷機內部整體流場的影響，包括可能因蒸發吸熱和液滴阻力產生的渦流、回流區等。
高精度霧化模型
更值得關注的是，該解決方案通過 Euler-Lagrange 耦合方法，實現了噴霧液滴蒸發與氣相湍流燃燒的無縫銜接：以 Lagrange 方法求解噴霧軌跡與液滴蒸發過程，結合蒸發模型計算液滴質量損失；以 Euler 方法求解氣相流場，采用高精度湍流模型與復雜化學反應動力學模塊，精準描述湍流與燃燒的相互作用。
多相流模型|DPM01基礎知識9個月前
包括顆粒/液滴的蒸發。
計算中，顆粒被當移動的點質量，受到周圍流動、重力及其他顆粒引起的作用力。每個顆粒表征一個真實的顆?；蛞唤M真實的顆粒群（取決于具體的應用）。
一般要求第二相的體積分數小于10%，才能夠使用DPM模型，且網格尺寸要大于顆粒直徑。由于未考慮顆粒體積變化及顆粒之間碰撞影響，因此會降低部分精度。
二、初始模型的構建
在本案例中，我們模擬純水納米液滴的蒸發過程，水分子采用spce水模型。
02 工程霧化仿真
· 在歐拉-拉格朗日框架下，把霧化顆粒當作離散相，用工程霧化模型可以減少計算量，同時可以考慮液滴的蒸發。
· 采用LISA霧化模型，可以有效捕捉離心噴霧過程，在保證工程應用精度條件下，極大縮短了計算時間。
· 采用WAVE霧化模型，可以針對高We數條件下的噴霧場景進行高效的仿真。
· 工程霧化模型，精度適中，后處理便捷。
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：
</strong><span style="color: rgb(0, 0, 0);">顆?？梢允艿絺鳠醾髻|的影響，但相應的變化(如蒸發液滴的蒸汽)不會影響溶液的流動。
鑒于此，本文首次提出采用霧化噴嘴替代傳統節流閥的霧化節流方案, 即通過霧化噴嘴對冷凝器冷凝后的高壓液體制冷劑進行節流并霧化為低壓微小液滴，直接分配至蒸發器各并聯換熱支路，通過霧化的氣液兩相微小液滴分配，以期改善熱泵系統制冷劑分配不均的問題，同時采用霧化液滴在蒸發盤管內沸騰換熱，達到強化制冷劑側蒸發換熱的目的。
其物理過程包括兩相燃燒、液滴蒸發、湍流、可壓縮流體、多組分、多相相互作用、亞音速/超音速轉變、液滴變形和凝固。傳統HVOF工藝的模擬結果表明，單一納米級顆粒不適合使用標準HVOF系統進行處理，因此需要有機溶液作為載體液體，以在噴qiang中實現連續、穩定的顆粒輸送和加速。
其物理過程包括兩相燃燒、液滴蒸發、湍流、可壓縮流體、多組分、多相相互作用、亞音速/超音速轉變、液滴變形和凝固。傳統HVOF工藝的模擬結果表明，單一納米級顆粒不適合使用標準HVOF系統進行處理，因此需要有機溶液作為載體液體，以在噴qiang中實現連續、穩定的顆粒輸送和加速。
