本文使用該模型模擬結冰過程,當然網上也有類似的博文,我這里給出的也許更加詳細,同時我還對其中的原理做了一些簡單的描述。

1.讀取網格,并做基礎性的工作,如scale,check等,然后選取模型為solidification&melting model

勾選solidification/melting,如果涉及到流動還要勾選Include pull velocity,該拖曳速度通常用于模擬連續鑄造(continuous casting)時使用;其中的Mush zone constant保持默認即可,通常該值保持在10的五次方就OK了,當然該值越大,代表速度在糊狀區的損失越大,兩相界面一般也就越明晰;這里我們模擬的是穩態問題,不用勾選Include Pull velocity。按OK鍵后會彈出一個如下對話框:

用于提醒用戶修改材料的參數,因為凝固熔化模型需要一些額外的參數,如Solidus temperature, liquidus temperature等。

2.進行物性參數的設定,如下圖

注意:這里是純凈物,故熔點和凝固點是相等的;另外由于這里是穩態問題,其中的Cp其實是可以不用設置的;在模擬結束后會有一點小問題,在后面會給出說明。

3.設置cell zone condition@ boundary condition,這里隨便設置了一些邊界條件,如下:

4.設置求解方法,因為這里面沒有涉及到流動現象和旋轉,所以默認就行了。

5.取消到流動方程,因為這里面沒有流動,所以只需求解能量方程;如下

6.初始化,如下:

其中的compute from通常可以任意選,一般對結果沒有影響,但是在一些較難收斂的問題中,會對其有要求;其中的patch可以對局部進行初始化,在瞬態問題中由于解不僅依賴于邊界條件,還依賴與初始條件,故這時就往往需要使用patch對其進行初始化,在穩態中只要邊界條件有關。

7.計算,結果,顯示相關結果

對比溫度云圖和液相率云圖發現兩者相矛盾,因為在溫度云圖中紅色部分的溫度都大于273.15K,然后在液相率云圖中該部分的液相率確只有0.06多,液相率應該是1才對,在FLUENT的Users' guide中說可以模擬純凈物質的相變;后來我將凝固溫度和熔化溫度設置成不一樣,結果就正確了,如下

另外附上該官方文檔上的說明: