STAR-CCM+入门实战：VOF沸腾现象模拟案例分析

1、问题描述    

本案例演示如何在 STAR-CCM+ 中设置沸腾问题。它模拟水流过加热表面时沸腾的情况。水从左侧边界流入计算域（规定的速度和温度分别为 1 m/s 和 350 K）。水从右侧边界流出（规定的温度为大气压下 370 K）。假设底部边界为一个固定温度规定为 540 k 的壁面。所有其他边界假定为绝热的实心壁面。模型如下：

2、STAR-CCM+设置      

1）选择物理模型

流体是湍流且问题涉及多相流体和沸腾。本案例需要两种流体（水和水蒸气）。但是，由于这些流体占据相同的域，所以仅需要一个连续体和一个区域即可设置模拟

2）定义材料特性

在连续体continuum中，右键单击Models > EulerianMultiphase > Eulerian Phases 节点，创建新相，把新相命名为H2O，在H2O节点选择流体和恒密度两种模型。同样的方式创建气相，并把其中的air替换为水蒸气。


3）定义相间相互作用

定义液体和水蒸气相之间的相互作用。分别将 H2O 相和 H2O (G) 相指定为初生相和次生相。使用多相交互作用模型可定义液体和蒸汽相之间的相互作用。右键单击Models > MultiphaseInteraction > Phase Interactions，创建一个新相间相互作用。选择相应的沸腾模型。因沸腾而产生的壁面热通量是壁面边界的高度非线性函数，其中壁面温度是数值求解的一部分。例如，给定的热通量壁面边界或固液交界面。在这些情况下，为了改进收敛，可降低沸腾产生的热通量的亚松驰因子值（Rohsenow 沸腾节点中的亚松驰因子属性）。

4）设置边界类型；

将底部的静态温度设置为540K，左侧进口的温度设置为350K，速度设置为1m/s，右侧压力设置为370K。

5）由于本模拟是瞬态模拟，因此需要设置时间步、各时间步内允许的最大内部迭代次数以及获得求解所用的总体物理时间。选择Solvers> Implicit Unsteady节点，然后将时间步设为0.01 s。，将Maximum Physical Time设置为3s；分离流速度的亚松弛因子设置为0.8；

免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删