本案例利用Fluent中的蒸发冷凝模型计算密闭容器中液氮的蒸发问题。

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问题描述

计算模型尺寸如图所示，其中下方盛装有液氮，上方初始状态为温度300K的空气，该容器为密闭且所有壁面为绝热。

网格尺寸5mm，生成计算网格如图所示。

边界命名如图所示。

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Fluent设置

2.1 General设置

• 激活Transient启用瞬态计算

• 激活Gravity考虑重力加速度，设置重力加速度为Y方向-9.81 m/s2

2.2 Materials设置

• 从材料库中添加氮气与液氮

2.3 Models设置

• 开启能量方程

• 开启组分输运方程

• 激活Realizable k-epsilon湍流模型

2.4 修改材料参数

• 设置Mixture-template组分的组成为氮气与空气，如下图所示

• 最终模型树中材料如下图所示

2.5 设置多相流

• 激活Mixture多相流模型，取消选项Slip Velocity

• 设置主相为mixture-template

• 设置次相为nitrogen-liquid，如下图所示

• 指定相间传质，激活evaporation-condensation模型

• 设置饱和温度为77 k

2.6 设置氮气属性

• 设置氮气的标准状态焓为2792.8 j/kgmol

2.7 边界条件设置

• 所有边界采用默认设置，设置为壁面边界类型，并设置其为绝热

2.8 初始化

• 如下图所示进行初始化

• 新建网格区域，如下图所示

• 指定网格区域坐标范围，如下图所示

• Patch该网格区域为液氮，如下图所示

• Patch该部分区域温度为75 K

• 初始液氮分布如下图所示

2.9 Run Calculation

• 如下图所示指定时间步长与时间步数，开始计算

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计算结果

• 0~0.5s内氮气摩尔分数随时间变化

有兴趣的自己建模吧，我懒得上传文件了。

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道