本教程演示了利用轴对称计算100mm*20mm空间内水蒸气冷凝模拟的过程。
1 启动Workbench并建立分析项目
(1)在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 2020→Workbench命令,启动Workbench 2020,进入ANSYS Workbench 2020界面。
(2)双击主界面Toolbox(工具箱)中的Analysis systems→Fluid Flow(Fluent)选项,即可在项目管理区创建分析项目A。
2 导入几何体
(1)在A2栏的Geometry上单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry→Browse命令,此时会弹出“打开”对话框。
(2)在弹出的“打开”对话框中选择文件路径,导入几何体文件。
3 划分网格
(1)双击A3栏Mesh项,进入Meshing界面,在该界面下进行模型的网格划分。
(2)分别右键选择边界,在弹出快捷菜单中选择Create Named Selection,弹出Selection Name对话框,输入名称condenser1,condenser2,wall和axis,单击OK按钮确认。
(3)网格参数设置,Element Size填入0.2mm。
(4)右键单击模型树中Mesh选项,选择快捷菜单中的Generate Mesh选项,开始生成网格。
(5)网格划分完成以后,单击模型树中Mesh项可以在图形窗口中查看网格。
(6)执行主菜单File→Close Meshing命令,退出网格划分界面,返回到Workbench主界面。
(7)右键单击Workbench界面中A3 Mesh项,选择快捷菜单中的Update项,完成网格数据往Fluent分析模块中的传递。
4 定义模型
(1)双击A4栏Setup项,打开Fluent Launcher对话框,单击OK按钮进入FLUENT界面。
(2)单击命令结构树中General按钮,弹出General(总体模型设定)面板,Solver中Time选择Transient,勾选Gravity,在X中填入-9.81m/s2,2D Space选择Axisymmetric。
5 设置材料
(1)单击主菜单中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit,弹出Create/Edit Materials(材料)对话框。单击Fluent Database按钮弹出Fluent Database Materials对话框,选择流体材料选择water-liquid和water-vapor,固体材料选择copper,单击Copy按钮确认。
6 设置多相流
(1)在模型设定面板Models中双击Multiphase按钮,弹出Multiphase Model(多相流模型)对话框,选择VOF,Number of Eulerian Phases填入2,勾选Implicit Body Force,单击OK按钮确认并关闭对话框。
(2)在Phases选项卡中,Phase-1的Phase Material选择water-liquid,Phase-2的Phase Material选择water-vapor,单击OK按钮确认并关闭对话框。
(3)在Phase Interactions选项卡中,勾选Surface Tension Force Modeling,Surface Tension Coefficient输入0.073,单击OK按钮确认并关闭对话框。
(4)在Heat,Mass,Reaction选项卡中,Mass Transfer From选择Vapor,To选择water,Mechanism选择evaporation-condensation,单击Apply按钮确认并关闭对话框。
7 设置边界条件
(1)单击主菜单中Physics→Zones→Boundaries按钮启动的边界条件面板。
(2)在边界条件面板中,设置condenser1和condenser2弹出边界条件设置对话框。在Thermal选项卡中,Temperature输入273,Material选择Copper,单击OK按钮确认退出。
8 初始条件
(1)单击主菜单中Solving→Initialization按钮,弹出Solution Initialization(初始化设置)面板。
Initialization Methods中选择Standard Initialization,Temperature输入380,Vapor Volume Fraction输入1,单击Initialize按钮进行初始化。
9 计算求解
单击主菜单中Solving→Run Calculation按钮,弹出Run Calculation(运行计算)面板。
在Time Step Size填入0.0001,Number of Iterations中输入50000,单击Calculate开始计算。
10 结果后处理
(1)双击A6栏Results项,进入CFD-Post界面。
(2)显示动画。
本篇文章来源于微信公众号: 南流坊
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