fluent中凝固熔化模型的使用（Solidification & meltingmodel）

本文使用該模型模擬結(jié)冰過(guò)程,當(dāng)然網(wǎng)上也有類(lèi)似的博文,我這里給出的也許更加詳細(xì),同時(shí)我還對(duì)其中的原理做了一些簡(jiǎn)單的描述。

1.讀取網(wǎng)格,并做基礎(chǔ)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(dòng)還要勾選Include pull velocity,該拖曳速度通常用于模擬連續(xù)鑄造(continuous casting)時(shí)使用;其中的Mush zone constant保持默認(rèn)即可,通常該值保持在10的五次方就OK了,當(dāng)然該值越大,代表速度在糊狀區(qū)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(wěn)態(tài)問(wèn)題,不用勾選Include Pull velocity。按OK鍵后會(huì)彈出一個(gè)如下對(duì)話(huà)框:

用于提醒用戶(hù)修改材料的參數(shù),因?yàn)槟倘刍Ｐ托枰恍╊~外的參數(shù),如Solidus temperature, liquidus temperature等。

2.進(jìn)行物性參數(shù)的設(shè)定,如下圖

注意:這里是純凈物,故熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)是相等的;另外由于這里是穩(wěn)態(tài)問(wèn)題,其中的Cp其實(shí)是可以不用設(shè)置的;在模擬結(jié)束后會(huì)有一點(diǎn)小問(wèn)題,在后面會(huì)給出說(shuō)明。

3.設(shè)置cell zone condition@ boundary condition,這里隨便設(shè)置了一些邊界條件,如下:

4.設(shè)置求解方法,因?yàn)檫@里面沒(méi)有涉及到流動(dòng)現(xiàn)象和旋轉(zhuǎn),所以默認(rèn)就行了。

5.取消到流動(dòng)方程,因?yàn)檫@里面沒(méi)有流動(dòng),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(duì)結(jié)果沒(méi)有影響,但是在一些較難收斂的問(wèn)題中,會(huì)對(duì)其有要求;其中的patch可以對(duì)局部進(jìn)行初始化,在瞬態(tài)問(wèn)題中由于解不僅依賴(lài)于邊界條件,還依賴(lài)與初始條件,故這時(shí)就往往需要使用patch對(duì)其進(jìn)行初始化,在穩(wěn)態(tài)中只要邊界條件有關(guān)。

7.計(jì)算,結(jié)果,顯示相關(guān)結(jié)果

對(duì)比溫度云圖和液相率云圖發(fā)現(xiàn)兩者相矛盾,因?yàn)樵跍囟仍茍D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(yīng)該是1才對(duì),在FLUENT的Users' guide中說(shuō)可以模擬純凈物質(zhì)的相變;后來(lái)我將凝固溫度和熔化溫度設(shè)置成不一樣,結(jié)果就正確了,如下

另外附上該官方文檔上的說(shuō)明: