作者：CFD之道

在Fluent中使用壁面沸腾模型，存在以下限制：

• 该模型只能使用在Eulerian多项流下
• 该模型只能在压力基求解器下使用

1 激活沸腾模型

• 鼠标双击模型树节点Models > Multiphase打开多相流模型设置对话框 选中Eulerian多相流模型 选择Boiling Model模型 选择子模型RPI Boiling Model, Non-equilibrium Boiling或Critical Heat Flux 设置Number of Eulerian Phases。可以由两相组成：液相与其沸腾后的蒸汽相，也可以包含非沸腾相。
• 

「Fluent流体仿真双证班」带你系统学习Fluent, 提高仿真能力！

复制链接到浏览器打开免费咨询：https://r6hwx3xwd9vtuttz.mikecrm.com/xV4V4t7

▲ 多相流设置对话框

注意：

2 激活能量方程

当沸腾模型被激活时，能量方程会被自动打开。

3 设置操作条件

在操作条件设置对话框中激活重力加速度与操作压力。沸腾模拟通常都需要开启重力加速度以考虑蒸汽相的浮力。

4 湍流模型

选择与Eulerian模型兼容的湍流模型。

5 材料介质

指定液相、汽相以及其他相的材料介质参数。

对于液相与蒸汽相，需要指定Standard State Enthalpy以计算相变潜热。为方便计算，常将液相的标准状态焓设置为0，而将汽相的标准状态焓指定为相变潜热。

「Fluent流体仿真双证班」带你系统学习Fluent, 提高仿真能力！

复制链接到浏览器打开免费咨询：https://r6hwx3xwd9vtuttz.mikecrm.com/xV4V4t7

6 定义相

通常指定液相为主相，指定蒸汽相为次相。在相定义对话框中，指定汽相粒径为boiling-dia。也可以将粒径指定为常数或UDF。

▲ 指定相

7 指定相间相互作用

7.1 指定相间动量传递

打开Phase Interaction标签页，打开下方的Force子标签页，设置参数。

• 指定Drag Coefficient。对于沸腾流动，通常选用Ishii模型
• 指定Lift Coefficient。沸腾流动通常指定tomiyama模型
• 指定Wall Lubrication。沸腾选用antal-et-al模型
• 指定Turbulent Dispersion，沸腾选用lopez-de-bertodano模型
• 指定Turbulence Interaction，沸腾选用troshko-hassan模型
• 指定virtual Mass Coefficient，一般采用默认值0.5
• 指定Surface Tension Coefficient，可以使用常数表面张力系数
• 

▲ 指定相间力作用

7.2 指定相间界面面积

进入Interfacial Area标签页，设置参数。

• 指定Interfacial Area参数，对于沸腾模拟，可以选用ia-symmetric或ia-particle模型
• 

▲ 指定Interfacial Area

7.3 指定相间传热

进入Heat，Mass，Reactions下Heat标签页，指定模型参数。

• 指定Heat Transfer Coefficient，沸腾模拟通常采用ranz-marshall模型
• 

▲ 指定相间传热

「Fluent流体仿真双证班」带你系统学习Fluent, 提高仿真能力！

复制链接到浏览器打开免费咨询：https://r6hwx3xwd9vtuttz.mikecrm.com/xV4V4t7

7.4 指定相间传质

进入Mass标签页，指定模型参数。

• 指定Number of Mass Transfer Mechanisms参数
• 指定From Phase及To Phase，一般情况下设置From Phase为液相，设置To Phase为汽相
• 选择Mechanism为boiling，软件弹出沸腾模型设置对话框
• 

▲ 指定相间传质

7.5 指定沸腾模型参数

沸腾模型设置对话框如图所示。

▲ 沸腾模型设置对话框

• 指定参数Interfacial Model Constants，该参数默认值为1。若使用RPI模型，则无需指定参数Vapor-Interface Transfer Coeff，因为汽相温度固定为饱和温度。
• 指定参数Saturation Temperature。该参数可以为常数，也可以指定为压力的函数，包括polynomial、piecewise-polynomial及piecewise-linear，需要注意若将饱和温度指定为压力的函数，则必须确保压力为绝对压力
• Bubble Departure Diameter。5种选项可供选择：tolubinski-kostanchuk (默认模型), unal, kocamustafaogullari-ishii, constant及user-defined.
• Frequency of Bubble Departure。可以选择cole模型，也可以指定常数。
• Nucleation Site Density。可以指定lemmert-chawla（默认选项）、kocamustafaogullari-ishii及user-defined。

注：在使用kocamustafaogullari-ishii模型时，通常将其同时用于Bubble Departure Diameter及Nucleation Site Density。

• Area Influence Coeff.。可以指定为delvalle-kenning模型，也可以指定为常数，或使用UDF进行定义
• Quenching Model Correction描述壁面热流分配中的淬火项。壁面热流分配中的中的淬火项以T为周期，模拟了气泡破裂后填充壁面附近液体的循环平均瞬态能量传递，其表达式为:
• 

式中，为液相热导率，为时间周期，为液相扩散系数。为Bubble Waiting Time Coefficient，用于修正连续气泡脱离的间隔时间，其默认值为1，可以修改该参数，不过只能设置为常数。

从上式可以看出，淬冷模型严重依赖于液相温度变量，这导致其计算结果依赖于网格。为了解决此问题，Fluent提供了两种方式：Fixed Yplus Value及Fixed Liquid Temperature。

「Fluent流体仿真双证班」带你系统学习Fluent, 提高仿真能力！

复制链接到浏览器打开免费咨询：https://r6hwx3xwd9vtuttz.mikecrm.com/xV4V4t7

注意：当远离壁面的区域的计算温度低于操作温度Operating Temperature(在工作条件对话框的Boussinesq参数组框中设置)时，求解器使用操作温度进行淬火校正。

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