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融化凝固模型概述</strong></p><p> </p><p><strong>1.1 模型原理</strong></p><p><br></p><p>我們在Chapter37分享了Fluent融化凝固模型案例，前文只是介紹了Fluent中的操作過程。

概念</strong></p><p> </p><p>物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)叫凝固，凝固時要放熱。Fluent不僅可以對蒸發(fā)-冷凝進(jìn)行模擬（參見文章十三和文章三十），還可模擬凝固-融化過程。</p><p><br></p><p>相較于蒸發(fā)-冷凝模型，Fluent中的融化-凝固要簡單很多。下面我們以案例進(jìn)行講解。

fluent還提供了離散型模型，用于模擬顆粒的流動，主要有DPM模型（稀疏的顆粒流動）、DDPM模型（稠密的顆粒流動）、PBM模型（使用歐拉方法求解顆粒流動） 傳質(zhì)問題，fluent可以使用不同的方法模擬蒸發(fā)、冷凝、凝固、融化，自帶的求解器也能夠解決這樣的問題。

降溫過程選則的初始條件是5h的鑄錠爐狀態(tài)，因?yàn)?h后硅料已經(jīng)全部融化為液態(tài)，直接降溫可以進(jìn)行定向凝固。6、結(jié)果圖 升溫5h后的溫度分布圖 降溫0.7h后的溫度分布圖 降溫0.6、0.7、0.8、0.9h后的固液界面圖 降溫0.7h后的固液界面及流線7、模型建立

案例二：激光焊接動態(tài)熱仿真仿真原因：調(diào)試階段，出現(xiàn)正負(fù)極終焊焊印燙傷轉(zhuǎn)接片背部PP塑膠的情況，正極較為嚴(yán)重，負(fù)極塑膠邊緣縮化。仿真測試：需測量焊接時的轉(zhuǎn)接片背部溫升，測量融化后的塑膠厚度計(jì)算縮化量。

在ABAQUS中利用此可進(jìn)行以下探究（本文僅進(jìn)行案例復(fù)刻及一些改變）： 熱傳遞機(jī)制的模擬：在高溫環(huán)境下，模擬冰塊內(nèi)部的熱傳遞機(jī)制，包括傳導(dǎo)、對流和輻射。ABAQUS提供了多種材料模型和邊界條件來模擬這些熱傳遞過程。例如，通過定義材料的熱導(dǎo)率、比熱容和熱膨脹系數(shù)，以及設(shè)置對流換熱系數(shù)和輻射參數(shù)，可以模擬冰塊在高溫環(huán)境中的熱響應(yīng)。

實(shí)用案例 | DEM顆粒瞬態(tài)仿真本案例利用Fluent中的DEM模型，對管道運(yùn)輸進(jìn)行流體仿真，主要是對管路顆粒運(yùn)輸過程進(jìn)行診斷，防止出現(xiàn)顆粒陷入死循環(huán)，導(dǎo)入管路阻塞和浪費(fèi)。

▊后處理 對于水泵這一塊了解不多，后處理需要查看哪些信息就不做過多介紹了，視頻中是用CFD_POST后處理得到的流線圖視頻_ ▊案例解析 ?本案例采用MRF多重參考系模型進(jìn)行水泵葉片旋轉(zhuǎn)的一個仿真，與單一旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系模型的區(qū)別在于本案例中存在多個坐標(biāo)系，葉片旋轉(zhuǎn)區(qū)域采用一個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系

命名沖突處理，若出現(xiàn)“Duplicate Named Selection”錯誤，需檢查名稱是否重復(fù)，并在模型樹中刪除冗余組。軟件會自動創(chuàng)建接觸，無需單獨(dú)設(shè)置即可，流場會自動識別為接觸面。 關(guān)閉該模塊進(jìn)入fluent模塊，雙擊對應(yīng)模塊即可進(jìn)入流體模塊。 3.

本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進(jìn)行了仿真計(jì)算。由于涉及到傳熱、動網(wǎng)格之類的仿真計(jì)算，整個計(jì)算流程與計(jì)算模型十分復(fù)雜繁瑣。因此在設(shè)計(jì)本案例的教學(xué)推文時，本節(jié)僅對制動盤的制動過程進(jìn)行仿真計(jì)算教學(xué)。待大家掌握動網(wǎng)格、滑移網(wǎng)格兩種制動過程的仿真之后，再分別展開熱仿真的耦合教學(xué)。

本案例利用Fluent重疊網(wǎng)格與UDF,對撲翼機(jī)的氣動特性展開仿真。該案例所用模型為假設(shè)模型，僅作計(jì)算設(shè)置參考。通過此案例后續(xù)可以對進(jìn)一步添加udf代碼與更換模型，實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的撲翼機(jī)運(yùn)動，對其展開氣動仿真計(jì)算。1 UDF說明在本研究中采用重疊網(wǎng)格模型對撲翼機(jī)撲翼運(yùn)動進(jìn)行模擬。

隨著狀態(tài)改變的熱傳遞過程，稱之為相變(Phase Change)(如沸騰的水吸收汽化熱后變成蒸氣，水凝固成冰或冰融化成水等)；工程上許多應(yīng)用都會發(fā)生不只一個相的傳熱過程，例如冷凝器、熱管及熱交換器等。

本案例利用Fluent以美國國防高等研究計(jì)劃 署 (DARPA) 的標(biāo)準(zhǔn) SUBOFF 全附體模型 ( 無螺旋槳 )為研究對象展開靜態(tài)水動力仿真分析，并與相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)展開對比，發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果較為接近。本案例所進(jìn)行的設(shè)置十分簡單。通過此案例后續(xù)可以進(jìn)一步對各種水下航行體模型展開計(jì)算，并通過改變攻角、添加螺旋槳等方式，進(jìn)行更為復(fù)雜的水下航行體水動力仿真計(jì)算。

▊后處理 對于水泵這一塊了解不多，后處理需要查看哪些信息就不做過多介紹了，視頻中是用CFD_POST后處理得到的流線圖視頻_ ▊案例解析 ?本案例采用MRF多重參考系模型進(jìn)行水泵葉片旋轉(zhuǎn)的一個仿真，與單一旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系模型的區(qū)別在于本案例中存在多個坐標(biāo)系，葉片旋轉(zhuǎn)區(qū)域采用一個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系

這樣下來20個案例，且每個案例都能和視頻一樣做出來就可以進(jìn)行下一步了。20個案例一天2個，10天就能完成。你可能會覺得你一天就能完成10個案例，畢竟物理模型有了，網(wǎng)格文件準(zhǔn)備好了，而且還有人手把手教。但是意外總是會不期而至，可能裝軟件就能讓你忙活一天。而且我們還要花時間摸魚，摸魚劃水總不能省吧。 千萬千萬不要去看任何理論書籍，也不要看任何理論課程。

本案例利用Fluent中的MRF模型，對螺旋槳敞水水動力性能問題進(jìn)行了仿真計(jì)算。該案例僅對螺旋槳的穩(wěn)態(tài)計(jì)算進(jìn)行了簡單演示，其余的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的仿真設(shè)置與本案例基本一致，可按照該案例進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。本文僅計(jì)算了進(jìn)速系數(shù)為0.4的工況，計(jì)算結(jié)果與相關(guān)實(shí)驗(yàn)較為接近。

當(dāng)熱氣流將熱量通過玻璃的內(nèi)側(cè)傳導(dǎo)到玻璃外側(cè)的霜層，霜層溫度持續(xù)升高，當(dāng)?shù)竭_(dá)冰霜融點(diǎn)時，霜層就會開始融化并直到消失。融化/凝固問題的能量方程為[1][2][3]:融化/凝固問題的動量方程為：式中，φ表示為對應(yīng)坐標(biāo)方向上的速度分量。

本案例利用Fluent中的6DOF模型與滑移網(wǎng)格，對垂直軸風(fēng)力機(jī)被動旋轉(zhuǎn)展開了相關(guān)仿真計(jì)算，本案例僅進(jìn)行了簡單的教學(xué)演示，依據(jù)該案例的設(shè)置方法，后續(xù)可以對不同的垂直軸風(fēng)力機(jī)展開更為精準(zhǔn)復(fù)雜的仿真計(jì)算。