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重庆网站推广工具,百度搜索 相关网站,南昌网站建设公司好么,烽盈网站建设COMSOL案例模拟沸腾水中气泡运动两相流流体传热蒸汽冷凝。沸腾水中的气泡运动是两相流研究中极具挑战性的场景。在电水壶底部突然冒出的气泡#xff0c;不仅涉及气液界面的剧烈变形#xff0c;还伴随着相变传热和蒸汽冷凝现象。今天我们用COMSOL做个热水壶模拟器…COMSOL案例模拟沸腾水中气泡运动两相流流体传热蒸汽冷凝。沸腾水中的气泡运动是两相流研究中极具挑战性的场景。在电水壶底部突然冒出的气泡不仅涉及气液界面的剧烈变形还伴随着相变传热和蒸汽冷凝现象。今天我们用COMSOL做个热水壶模拟器通过Level Set方法捕捉这种动态过程。先搭个简单的二维几何模型图1画个10cm高的矩形域代表水体底部设置5mm宽的热源模拟加热区域。这里有个偷懒技巧直接复制这段几何脚本省去手动绘制时间model.geom(geom1).feature().create(r1, Rectangle); model.geom(geom1).feature(r1).set(size, [0.1[m], 0.05[m]]); model.geom(geom1).feature(r1).set(pos, [-0.05[m], 0]);设置物理场时记得勾选相变传热和两相流耦合。重点配置相变参数时这个蒸汽冷凝的源项设置容易出错% 相变传热设置片段 ht.definiteParameter(Q_lg).set(expr, m_dot*(T_sat-T)); ht.definiteParameter(m_dot).set(expression, h_lg*((TT_sat)-(TT_sat)));这里hlg是潜热系数Tsat是饱和温度。注意符号方向——当温度超过饱和温度时发生汽化反之冷凝。新手常在这里搞反导致气泡逆生长。材料库加载液态水和蒸汽属性时有个隐藏坑点默认的Water, Liquid密度是温度的函数但蒸汽属性需要手动修改状态方程。推荐直接调用内置的Water, Steam材料避免翻车。网格划分建议边界层处理图2在加热壁面处添加3层边界层最小厚度0.1mm。气泡路径区域做自适应网格细化用这个条件触发细化// 自适应网格条件 adapt.set(control, expression); adapt.set(expression, dom2); //dom2是气相区域求解器配置是成败关键。时间步长从0.001s开始采用向后差分公式。发现残差不降时试试切换为分离式求解器特别是当气泡脱离壁面发生剧烈形变时。后处理阶段图3用表面图显示温度场等值线显示气液界面。这段动画输出代码能生成气泡舞动的gif# 动画导出代码 export model.result().export(anim1); export.set(plotgroup, pg1); export.set(filename, bubble_dance.gif); export.set(framerate, 10); export.run();跑完模拟发现有趣现象最初气泡像水母一样周期脉动随着加热持续气泡串形成珍珠链状结构。靠近壁面处温度梯度最大处能看到明显的马兰戈尼效应引起的涡流。遇到不收敛别慌检查相界面处的网格是否足够密。有一次我偷懒用默认网格结果气泡变成多边形战士——把最大单元尺寸从2mm改为0.5mm后气泡立刻恢复圆润形态。这个案例的价值在于揭示微观相变与宏观流动的耦合机制。下次可以尝试改变加热功率观察气泡脱离频率的变化或者添加表面活性剂研究泡沫形成过程。毕竟看着代码跑出咕嘟冒泡的效果比盯着真水壶有趣多了不是吗