定义相间相互作用特性

定义相间的相互作用。

此时要做的主要建模选择是,组合使用 Hibiki-Ishii 成核密度和 Kocamustafaogullari 气泡脱离直径。该模型组合适用于在各种压力下的水沸腾。默认模型(Lemmert-Chawla 和 Tolubinsky)要简单得多,但是需要进行测试和重新校准才能用于不同的压力。

由于预期出现广泛的体积分数,因此确保相互作用面积密度模型使用对称方法。

定义相间相互作用特性:

  1. 编辑液汽交界面 > 模型节点,然后设置下列属性:
    节点 属性 设置
    沸腾质量质量传递率 > 连续相努赛尔数 方法 Ranz-Marshall
    离散相努赛尔数 价值 26.0
    曳力 > 曳力系数 方法 Tomiyama
    曳力校正 方法 体积分数指数
    体积分数指数(连续) 0.0
    相互作用面积密度 > 相互作用面积密度 方法 对称
    相互作用长度尺度 > 相互作用长度尺度 方法 场函数
    标量函数 ClippedSauterMeanDiameter
    壁面泡成核 > 成核密度 方法 Hibiki-Ishii
    气泡脱离直径 方法 Kocamustafaogullari


    选择 Ranz-Marshall 选项将使 Simcenter STAR-CCM+ 使用 Ranz-Marshall 相关关系来计算连续相努赛尔数。依次,使用 Ranz-Marshall 相关关系来计算从主体水到气泡交界面进行热传递的热传递系数。

    在计算从气泡交界面到主体水进行热传递的热传递系数时,使用分散相努塞尔数。因为蒸汽将处于或接近于饱和温度,所以是否为确切的值并不重要。值为 2 表示反应很慢,几乎没有内循环。较高的值(例如 26)可能表示快速表面反应或蒸汽中的内混效应。

    使用 Tomiyama 模型为气泡流建模。预期小球形气泡不会发生减阻。

    湍流耗散力设置对于存在冷凝的壁面沸腾计算非常重要,因为它可以更为精确地处理快速变化的体积分数梯度的差分。如果不做此设置,模拟可能会在扩散的气泡云边缘处获得不寻常的速度,并且可能会遇到不必要的收敛困难。

    相互作用长度尺度基于 S-Gamma 模型预测的气泡大小。ClippedSauterMeanDiameter 场函数是之前创建的用户自定义场函数之一。此设置允许将使用 S-Gamma 模型预测的 Sauter 平均直径用作曳力和交界面传递的相互作用长度尺度。它也会通过最大和最小直径过滤计算,以便初期未收敛的 S-Gamma 求解不会扰乱收敛。

  2. 选择物理 1 > 模型 > 多相 > > 蒸汽 > 模型 > 伊萨湍流响应模型节点,然后将相间相互作用设为液汽交界面
  3. 保存模拟。