Ansys Fluent求解鼓泡塔脱气边界条件
概述
通过本次案例演示，您将能够学习到：
定义流体域和材质属性；
设置脱气边界条件和其他模拟参数；
创建报告定义以计算气体的平均体积分数；
创建场景和动画，以便更好地可视化过程；
使用适当的求解器设置求解该情况；
对结果进行后处理和分析，以了解分散的气相如何通过脱气边界逸出，而连续的液相则不会离开该区域。
问题描述
目的：气泡塔“脱气”边界条件的使用，希望通过在模拟中排除出水高度区域来降低计算成本。
这是一个轴对称的案例；
重力沿负X方向作用；
水是第一相，空气是第二相；
水箱最初装满水，空气从水箱底部喷出；
气泡穿过水箱并从顶面逸出；
“脱气”边界条件应用于顶面；当为出口顶面指定脱气边界条件时：
- 连续液相将边界视为自由滑动壁，不会离开该区域；
- 分散的气相将边界视为出口；- 未指定出口压力。相反，Ansys Fluent会自动为脱气出口附近的单元中的分散气相指定一个质量汇；
- 质量汇是使用垂直于单元中心边界的通量。
仿真流程
网格：通过气泡塔的流动被建模为具有4950个正方形网格的二维几何形状。
求解设置：
General Settings
Materials：Copy water-liquid (h2o<l>) from the database.
Models：Multiphase
Viscous model
Boundary Conditions
Solution Methods
Volume Report Definition
Surface Report Definition
Contour Plot
Vector Plot
Mesh Display
Scene
Solution Animations
Solution Animations (Cont.)
Run Calculation: Time-Step Setup
后处理
由相应体积分数着色的水和空气速度的速度矢量。
由相应体积分数着色的空气速度的速度矢量，显示了流动的演变。
Gas hold-up: 气体的平均体积分数。
一旦该值达到稳定状态，则可以认为解已收敛。
Ansys Fluent在控制台中报告通过脱气边界的二次相质量流量。应该确认该值不会随着时间步长或迭代而变化。
总结
脱气边界条件的主要优点是减少了模拟时间；
与也对顶部空气量进行建模的传统方法相比，它提供了更快的周转时间；
脱气边界条件仅适用于使用欧拉模型的液气两相流；
首相必须是液体；
为了使气体从脱气边界逸出，必须在模型中打开重力；
脱气边界条件仅建议用于没有出水高度区域的气泡塔等建模情况；
为了更好地可视化通过脱气边界的流动，创建了解决方案动画。
