Fluent入门验证案例 | 管道中的沸腾热流仿真

本案例为入门案例，对在垂直管道加热壁附近的沸腾进行仿真。在垂直圆管中模拟了临界热通量和干涸后热传递的影响。管道的外壁以恒定热通量加热。本案例利用Fluent中的湍流和多相流模型，进行仿真计算。并对墙面温度进行监测，与文献的计算结果进行比较，实现对仿真计算准确性的验证。适合fluent初学者练手使用。

1 workbench 设置  

本案例具体设置如下图： 

workbench设置示意图

2 FLUENT 设置  

2.1 General设置与网格导入 

首先导入网格，然后勾选为稳态计算，并选择压力基求解器。并选择轴对称选项。  

通用设置示意图

2.2 材料设置  

依据相关文献中的数据，对材料进行设置，由于涉及到多相流沸腾，因此需要进行多种材料参数的设置，具体设置如下图所示：  

2.3 模型设置  

首先进行多相流模型的设置，设置过程十分繁琐，其次设置湍流模型为ke RNG模型，相关设置如下图所示：  

2.4 边界条件设置

首先对质量流入口相一进行设置，质量通量设置为1495，热量设置为555K，具体设置如下图： 

对质量流入口相二进行设置，质量通量设置为0，热量设置为559K，具体设置如下图： 

对压力出口相一进行设置，热量设置为559K，具体设置如下图： 

对压力出口相二进行设置，热量设置为925K，具体设置如下图

最后对壁面边界进行设置，热量选择为热通量边界，热通量设置为797000W/m2，具体设置如下图：

壁面热量设置示意图

2.5 初始化设置    

进行标准初始化设置，具体设置如下图： 

标准初始化设置示意图

2.6 计算设置  

此处进行的计算设置如下：  

运行计算设置示意图

3 后处理结果  

3.1 计算结果对比

对壁面温度进行计算，可以得到如下图所示的结果，由图可以发现，该结果与Fluent官方案例的结果一致：

 来源：CFD仿真库