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Fluent|液池蒸发

本案例利用Fluent中的蒸发冷凝模型计算密闭容器中液氮的蒸发问题。

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问题描述

计算模型尺寸如图所示,其中下方盛装有液氮,上方初始状态为温度300K的空气,该容器为密闭且所有壁面为绝热。

网格尺寸5mm,生成计算网格如图所示。

边界命名如图所示。

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Fluent设置

2.1 General设置

  • 激活Transient启用瞬态计算

  • 激活Gravity考虑重力加速度,设置重力加速度为Y方向-9.81 m/s2

2.2 Materials设置

  • 从材料库中添加氮气与液氮

2.3 Models设置

  • 开启能量方程

  • 开启组分输运方程

  • 激活Realizable k-epsilon湍流模型

2.4 修改材料参数

  • 设置Mixture-template组分的组成为氮气与空气,如下图所示

  • 最终模型树中材料如下图所示

2.5 设置多相流

  • 激活Mixture多相流模型,取消选项Slip Velocity

  • 设置主相为mixture-template

  • 设置次相为nitrogen-liquid,如下图所示

  • 指定相间传质,激活evaporation-condensation模型

  • 设置饱和温度为77 k

2.6 设置氮气属性

  • 设置氮气的标准状态焓为2792.8 j/kgmol

2.7 边界条件设置

  • 所有边界采用默认设置,设置为壁面边界类型,并设置其为绝热

2.8 初始化

  • 如下图所示进行初始化

  • 新建网格区域,如下图所示

  • 指定网格区域坐标范围,如下图所示

  • Patch该网格区域为液氮,如下图所示

  • Patch该部分区域温度为75 K

  • 初始液氮分布如下图所示

2.9 Run Calculation

  • 如下图所示指定时间步长与时间步数,开始计算

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计算结果

  • 0~0.5s内氮气摩尔分数随时间变化

有兴趣的自己建模吧,我懒得上传文件了。

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道

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文章名称:《Fluent|液池蒸发》
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