1 模型描述

计算模型如图所示。

几何尺寸

• 计算区域：正方形，边长 0.1 m
• 进出口开口尺寸：0.02 m

流体介质属性

• 密度：998.2 kg/m3
• 粘度：0.00103 kg/(m-s)

边界条件

• 顶部壁面速度：101 m/s
• 底部壁面速度：100 m/s
• 入口速度：0.005 m/s
• 出口表压力：0 Pa

2 几何与网格

在SpaceClaim中创建几何模型，并按下图所示进行命名。

在SpaceClaim中进行网格划分。采用1mm网格尺寸，生成全四边形计算网格。

3 Fluent设置

• 以2D、Double Precision模式启动Fluent

3.1 General设置

• 鼠标双击模型树节点General，右侧面板采用默认设置

3.2 Mateirals设置

案例仅为验证解析解，因此主相和次相均为液态水。（真多相没法通过解析求解）

• 从材料库中添加液相水

3.3 Models设置

• 鼠标双击模型树节点Models > Multiphase，弹出设置对话框，如下图所示，选择Mixture模型，取消选项Slip Velocity，设置Number of Eulerian Phases为2

• 指定主相

• 指定次相

• 设置Population Balance Model参数

• 选择使用Standard k-epsilon湍流模型

3.4 边界条件设置

1、inlet设置

• 指定入口速度0.005 m/s

• 指定phase-2的参数，如下图所示

2、outlet设置

• 指定出口混合相参数

• 指定出口phase-2相参数

3、topwall设置

• 指定边界topwall的速度为100 m/s

4、bottomwall设置

• 指定边界bottomwall速度为101 m/s

• 保存 Case 文件，命名为 EX34.cas.h5
• 关闭Fluent

3.5 执行计算

使用下面的TUI命令帮助求解。

新建一个jou文件run.jou，内容如下：

rc EX34.cas.h5solve set equations mixture flow yes ke yes mp nosolve set equations phase-2 moment-0 no moment-1 no moment-2 no moment-3 no moment-4 no moment-5 nosolve initialize initialize-flowsolve iterate 700solve set equations mixture flow no ke no mp nosolve set equations phase-2 moment-0 yes moment-1 yes moment-2 yes moment-3 yes moment-4 yes moment-5 yessolve patch phase-2 fluid () mp 1e-06solve set under-relaxation phase-2 moment-0 0.9 moment-1 0.9 moment-2 0.9 moment-3 0.9 moment-4 0.9 moment-5 0.9solve iterate 200solve set under-relaxation phase-2 moment-0 1.0 moment-1 1.0 moment-2 1.0 moment-3 1.0 moment-4 1.0 moment-5 1.0solve iterate 2000report population-balance moments outlet () () 6 no

启动Fluent，利用菜单File → Read → Journal...读取文件run.jou，软件自动执行计算并统计结果。

注：这里使用脚本仅仅是为了设置方便。不使用脚本也可以在GUI中进行设置计算。 ”

4 结果分析

计算完毕后输出结果如下所示。

与文献中的结果进行比较，结果如下所示。

计算精度相当不错。

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