技术协调让我患上厌蠢症

本案例为STAR-CCM+帮助文档案例学习，只是笔记记录！使用的网格同CFD丨多相流案例丨01VOF：重力驱动流体只是此例中的相关物理维度均缩小了，以使喷嘴宽度约为 50 mm。水从左侧边界流入计算域（速度和温度分别为1m/s和350K）。水从右侧边界流出（温度为大气压下370K）。假设底部边界为一个固定温度规定为 540K的壁面。所有其他边界假定为绝热壁面。1 导入网格文件① 启动STAR-CCM+。② 选择文件→导入→导入体网格。③ 保存文件。2 转换为2D网格① 选择网格→转换为2D。② 确保已激活转换后删除3D区域选项。③ 删除连续体→物理1。注意：三维网格转换成二维网格要求：a. 网格必须在X-Y平面对齐。b. 网格必须在Z=0位置有一个边界平面。3 缩放网格初始网格并未按正确比例构建，因此需要缩小 10 倍。① 从菜单中选择网格→比例缩放网格。② 在比例缩放网格对话框中，选择 Default_Fluid 2D 区域， 比例因子设置为0.1。③ 单击应用后，网格区域尺寸会缩小。④ 单击可视化工具栏中的重置视图。4 选择物理模型物理模型定义模拟的主变量，包括压力、温度、速度和用于生成求解的数学公式。在此示例中，流体是湍流且问题涉及多相流体和沸腾。此次分析需要两种流体（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。① 将physical 1 2D 连续体节点重命名为沸腾。② 选择物理模型如下图所示。5 设置材料特性在欧拉相节点定义各混合物成分所对应的材料。① 在boiler连续体中，右键单击模型→多相→欧拉相，然后创建一个新相。② 将相 1 节点重命名为 H2O。③ 对H2O相，选择模型。④ 创建第2相，然后将其重命名为H2O（g），H2O（g）模型选择。⑤ 在STAR-CCM+ 材料数据库中将第3相中的空气替换为水蒸气。⑥ 右键单击 H2O (g) → 模型→ 气体→ 空气节点，然后选择替换为。⑦ 在替换材料对话框中，展开材料数据库 → 标准 → 气体→ H2O(Water)。6 定义相间相互作用使用多相交互作用模型可定义空气和液相之间的相互作用。① 在boiler连续体中，右键单击模型→ 多相交互作用→相间相互作用，选择新建 > H2O > H2O (G)。② 对于相间相互作用 1，按顺序选择下列模型。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。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弛因子值（Rohsenow 沸腾节点中的亚松弛因子属性）。7 设置初始条件定连续体内的初始体积分数和温度。连续体内没有初始水蒸气。要设置boiler连续体的初始条件。8 设置边界条件定义边界类型并指定适当的属性值。① 将 Default_Fluid 2D 节点重命名为流体。② 流体→边界，left为速度入口，right为压力出口，其它为壁面。③ bottom底面定温为540K。④ left→物理值。⑤ right5物理值。9 设置求解器参数和停止条件解算非稳态问题，必须指定时间步长和消耗的模拟时间。此计算以 0.01 s 的时间步长最多运行 3 s 物理时间。沸腾流体通常是不稳定的，具有很强的浮力效应和极大的流体不稳定性。 因此，建议对此类型的流体使用非稳态求解器。 会遇到这种情况，即平均流体占据主导，且最终找到一个稳态求解。在这种情况下，尽量使用稳态模型和合适的亚松驰参数来模拟这些流体。但是，我们建议即使在这种情况也要使用时间相关求解器，该求解器每个时间步进行一次迭代，且其时间步大小可保证稳定运行。① 求解器a. 隐式非稳态，时间步为0.01s。b. 分离流→速度→亚松弛因子为0.8。c. 分离的VOF→单个步骤→亚松弛因子为0.1。② 停止标准a. Mmaximum physical timeb. Maximum Inner Iterations10 报告、监视和绘图为下壁面创建热通量报告、监视器和绘图，以评估稳态求解的收敛。要创建报告、监视器和绘图：① 右键单击报告→新建报告→流/能量→热传递。② 将其重命名为热通量（下壁面）。③ 选择热通量（下壁面）属性定义部件，选择bottom。④ 右键选择热通量（下壁面）→根据报告创建监视器和绘图。11 可视化和初始化求解创建标量场景显示模拟结果，查看水蒸气体积分数和流体温度云图。这里不再赘述。12 修改沸腾模型参数Rohsenow 经验相关性用于计算沸腾时的表面热通量。指定此相关性的两个参数，即 C_qw 和 n_p。在STAR-CCM+ 中，经验相关性用于计算沸腾时的表面热通量。已指定此相关性的两个参数，即 C_qw 和 n_p。这些经验相关性系数会随液面组合和表面光洁度的变化而变化。假定下壁面是抛光铜表面，并为 C_qw 和 n_p 参数指定适当的值。连续体→boiler→模型→多相交互作用 →相间相互作用 1 →模型→ Rohsenow 沸腾节点，然后将 C_qw 和 n_p 分别设为 0.0128 和 1.7。其余参数保留其默认值。重新求解。从上述场景可明显看出，C_qw 和 n_p 参数对壁面热通量和蒸汽体积分数的预测水平有显著影响。在此示例中，下壁面热通量被减半，导致产生的水蒸气低 5 倍。因此，确保使用正确值来反映液面组合和表面光洁度非常重要。 来源：认真的假装VS假装的认真