两相流-孔口自由流出

孔口自由出流的数值模拟
本案列主要是对孔口射流过程进行数值模拟。

如图所示，左右两侧是两个高150mm宽100mm的二维方腔，中间通过一根细管道相连。

初始时刻左边有130mm高的水，右侧方腔为空气，水在自身重力下通过细管右侧方腔。

空气
空气
水
通过模拟，可以得到整个流动过程的速度场、压力场和气液相图。

FLUENT求解计算设置
1.启动FLUENT-2D
（1）双击桌面上的FLUENT 19.2图标，进入启动界面。

（2）选中Dimension中的2D单选按钮，选中Display options 下的3个复选框。

（3）其他保持默认设置，单击OK按钮进入FLUENT19.2主界面。

2.读取并检查网格
（1）执行File→read→mesh命令，读入freedom_flow.mesh二维网格文件
3.设置求解器参数
（1）选择项目树setup→general选项，在出现的General面板中进行参数设定
（2）在general面板中设置重力加速度。

（3）选择项目树setup→models选项，对求解模型进行设置。

选择湍流模型（viscous）,选择Laminar
（4）在湍流模型（viscous→model）下选择K-з湍流模型
(1)设置两相流参数，打开两相流计算模型，双击Multiphase-off选项，打开Multiphase
model对话框，选择volume of fluid ;在Body Force Formulation勾选Implicit Body Force ,在Number of phase 设置为2。

4. 定义材料参数：setup→Materials→fluid在弹出界面中选择fluent database 下拉选择water-liquid(H2O<l>);
(2) 设置两相属性：setup→model→Multiphase→phase选项
(3) 设置第一相为空气，第二相为水：在phase列表phase-1-primary phase 中的material 选择air，在phase name输入air,以相同的方式设置phase-2-Sencondary为water-liquid
(4) 定义水和空间的表面张力：Models→Multiphase→phase interaction在弹出的界面中单击surface intension中输入0.075.
5.设置边界条件：setup→Boundary condition ,定义inlet为压力进口（pressure inlet）
（1）在momentum 选项卡的specification Method 对K-з的湍动能和耗散系数进行设置，均设为0.01.
（2）在boundary conditions面板中的phase下拉中选择water选项，设置其Volume fraction 为0，表明进口位置水的体积分数为0。

求解计算：
1．求解控制参数
（1）设置两相流计算方法选择solution→solution method 在Scheme 列表中选择PISO 算法，在pressure选择Body Fore Weighted 保持默认
2．设置求解参数
（1）在solution →solution control 选项保持默认
（2）在solution →monitors 面板中residuals-print,plot 保持默认设置
（3）设置初始化流场：选择solution→solution initialization,在standard initialization 中的compute from 选择all zone.
（4）设置液相区域执行Adapt region 命令打开region，在对话框中设置液相区域范围。

（5）设置初始相
在solution initialization 面板下单击patch 按钮，选择registers to
patch 下的hexahedron-r0 选项，在phase 选项中选择water 在
variable 中选择volume fraction 选项中输入1.
（6）设置流动动画：在solution→calculation activities →solution animation 选项中选择New object 在弹出的界面中选择contour，contour对应
的参数为phase ；在animation definition中设置动画名称、存储格式
和路径，保存默认即可。

单击display 按钮得到下图。

计算求解：单击。