Fluent仿真实例 – DPM模型仿真喷淋水滴在热空气管道中蒸发

案例描述：

在一根圆管中，热空气从进口流入。管中分布着水滴喷入器，在管中，水滴将会被热空气加热蒸发相变为水蒸气，液滴、水蒸气和热空气一起混合从出口流出。

CFD仿真思路：

• 先求解没有液滴的流场；

• 启动DPM模型+Species模型仿真液滴以及蒸发问题。 

1、启动软件并导入网格

1.1 启动Fluent软件，选择3D双精度求解器。

1.2 导入网格，网格文件在文章底部有下载链接。 

2、模型设置

2.1 启动能量方程。 

2.2 湍流模型。 

2.3 启动组分传输模型Species Model。当设置后点击会弹出一个information确认框，点击ok确定即可。 

2.4 设置离散型DPM模型。 

3、材料设置

对于本工况，空气、水、O2和N2保留默认设置。

4、边界条件

4.1 进口边界，设置进口速度为16 m/s，设置进口温度为900K，设置物料组分O2为0.23。 

4.2 出口边界，设置物料组分O2为0.23。 

5、操作条件 

6、设置水滴喷射点。

6.1 喷射点0，操作Dedine -> Injections… 

点击Create按钮后，弹出设置框。 

在Turbulent Dispersion按钮，设置Discrete Random Walk Model。 

6.2 建立喷射点1。喷射点1只是在喷射点0的基础上，只修改喷射位置而已，所以操作上只需要copy喷射点0，然后修改位置即可。 

6.3 copy喷射点1，建立其它7个喷射点，喷射点的位置如下列表，同时Total Flow Rate设置为0.003。 

7、求解设置

7.1 离散方案和收敛残差保持默认。

7.2 初始化。 

7.3 迭代计算，输入迭代步数100。计算大概35步后，计算收敛。 

8、加入DPM计算水蒸发

8.1 打开DPM模型。 

8.2 修改松弛因子。 

8.3 取消所有残差收敛监控。 

8.4 输入迭代步数1500，计算完毕后保存case和data文件。

9、后处理

9.1 在文本输入框中输入report>dpm-summary，统计dpm颗粒的情况，可以看到，所有的水滴都已经蒸发。 

9.2 显示喷射点0和1两处水颗粒的直径变化图。 

9.3 显示X=0平面的温度变化云图。 

9.4 显示水蒸气的质量分数分布云图。 

来源：流体与热控大本营

作者：曾社铨