FLUENT液滴挥发模拟

本教程将通过一个完整的三维瞬态计算流体动力学模拟过程，模拟液滴挥发过程。

 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 19.2→Workbench命令，启动Workbench 19.2，进入ANSYS Workbench 19.2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）依次右键选择模型的上边界，在弹出的快捷菜单中选择Create Named Selection，弹出Selection Name对话框，inlet和outlet，单击OK按钮确认。

（3）设置网格尺寸为9e-03m，在Quality中，Smoothing选择High。

（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。勾选Gravity，在Z中填入-9.81m/s2。

（3）在模型设定面板Models中双击Species按钮，弹出Species Model（组分模型）对话框，勾选Species Transport，在Options中取消勾选Diffusion Energy Source。

（4）在模型设定面板Models中双击Discrete Phase按钮，弹出Discrete Phase Model（离散相模型）对话框，勾选Interaction with Continuous Phase，DPM Interation Interval处输入0。

（5）在Discrete Phase Model对话框中，单击Injections按钮，弹出Injections对话框，单击Create按钮弹出Set Injection Properties对话框。

Injection Type选择cone，Numbers of Streams填入30，Particle Type选择Droplet，Material选择water-liquid，Z-Position填入1，Diameter填入3e-05，Temperature填入293，Z-Axis填入-1，Velocity Magnitude填入35，Cone Angle填入60，Total Flow Rate填入,0.0075，单击OK按钮确认并关闭对话框。

在Discrete Phase Model对话框中，选择injection-0单击Copy按钮，生成injection-1，单击Set按钮，修改Z-Position填入0.75，单击OK按钮确认并关闭对话框。

在Discrete Phase Model对话框中，单击OK按钮确认并关闭对话框。

（6）在模型设定面板Models中双击Viscous按钮，弹出Viscous Model（湍流模型）对话框，在Model中选择Realizable k-epsilon(2eqn)，Near-Wall Treatment勾选Scalable Wall Functions，单击OK按钮确认并关闭对话框。

 5     设置边界条件 

（1）单击主菜单中Setting Up Physics→Zones→Boundaries按钮启动的边界条件面板。

（2）在边界条件面板中，选择inlet，单击Edit按钮弹出边界条件设置对话框。Velocity Magnitude输入15。

在Thermal选项卡中，Temperature填入900。

在Species选项卡中，o2填入0.23，单击OK按钮确认退出。

（3）在边界条件面板中，选择outlet，单击Edit按钮弹出边界条件设置对话框，在Species选项卡中，o2填入0.23，单击OK按钮确认退出。

 6     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Hybrid Initialization，单击Initialize按钮进行初始化。

 7     计算连续相流场 

（1）单击主菜单中Solve→Run Calculation按钮，弹出Run Calculation（运行计算）面板。

在Number of Iterations中输入150，单击Calculate开始计算。

 8     计算粒子运动 

（1）修改DPM模型。

在模型设定面板Models中双击Discrete Phase按钮，弹出Discrete Phase Model（离散相模型）对话框，DPM Interation Interval处输入30。

（2）修改收敛判定条件。

在残差设置对话框中，Convergence Criterion选择none。

（3）修改收敛因子。

单击主菜单中Solving→Controls→Controls按钮，弹出Solution Controls（松弛因子控制）面板。在Under-Relaxation Factor中Discrete Phase Sources中填入0.1。

（4）继续计算。

单击主菜单中Solve→Run Calculation按钮，弹出Run Calculation（运行计算）面板。

在Number of Iterations中输入60，单击Calculate开始计算。

 9     结果后处理 

（1）双击C4栏Results项，进入CFD-Post界面。

（2）单击任务栏中Plane（平面）按钮，弹出Insert Plane（创建平面）对话框，保持平面名称为“Plane 1”，单击OK按钮进入Plane（平面设定）面板。

（3）在Geometry（几何）选项卡中Method选择ZX Plane，Y坐标取值设定为0，单位为m，单击Apply按钮创建平面。

（4）单击任务栏中 Contour（云图）按钮，弹出Insert Contour（创建云图）对话框。输入云图名称为“Evaporation”，单击OK按钮进入云图设定面板。

（5）在Geometry（几何）选项卡中Locations选择Plane 1，Variable选择Dpm Evaporation Devolatilization，单击Apply按钮创建速度云图。

本篇文章来源于微信公众号: 南流坊