过冷流动沸腾相变过程汽泡特性的VOF方法模拟
ns方程vof方法 数值模拟
ns方程vof方法数值模拟The Navier-Stokes equations, commonly abbreviated as NS equations, are fundamental to fluid dynamics, describing the motion of viscous fluid substances. The Volume of Fluid (VOF) method, on the other hand, is a numerical technique used to simulate the interface dynamics between two or more immiscible fluids. The combination of the NS equations and the VOF method offers a powerful tool for numerically simulating fluid flows with complex interfaces.纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes equations，简称NS方程）是流体动力学的基础，描述了粘性流体物质的运动。
而流体体积（Volume of Fluid，简称VOF）方法则是一种数值技术，用于模拟两种或多种不相溶流体之间的界面动力学。
将NS方程与VOF方法相结合，为数值模拟具有复杂界面的流体流动提供了有力的工具。
The NS equations are a set of partial differential equations that govern the conservation of mass, momentum, and energy in a fluid. These equations, although theoretically elegant, are notoriously difficult to solve analytically for most practical problems. Therefore, numerical methods, such as the VOF method, are employed to approximate their solutions.NS方程是一组偏微分方程，支配着流体中质量、动量和能量的守恒。
液氢空间贮存过程膜态沸腾数值模拟
液氢空间贮存过程膜态沸腾数值模拟
王娇娇;厉彦忠;王磊
【期刊名称】《低温工程》
【年(卷),期】2022()1
【摘要】为实现液氢在空间中安全高效应用,针对微重力条件下液氢膜态沸腾现象,建立了加热细丝浸没在过冷液氢池中的数值计算模型。
采用VOF方法捕捉相界面,相变模型选取Lee模型,利用文献中的实验数据验证了模型的准确性。
从气泡运动行为和换热特性两方面开展研究,结果发现液体过冷度和重力水平是影响换热机理的两个重要因素。
在高重力水平、低液体过冷度的条件下,加热细丝上方持续产生气泡并脱离,随着重力水平的降低,气泡脱离直径和气泡生长时间逐渐增大,流体与壁面间换热量随之降低。
在低重力水平、高液体过冷度条件下,气膜附着在加热丝表面不断晃动,没有气泡的产生与脱落现象。
对于液体过冷度为2 K,壁面过热度为30 K的工况,气泡是否脱落的临界重力在0.1 g至0.15 g之间。
【总页数】6页(P51-56)
【作者】王娇娇;厉彦忠;王磊
【作者单位】航天低温推进剂技术国家重点实验室;西安交通大学制冷与低温工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TB663;TB61
【相关文献】
1.水平振动管内液氢流动沸腾压降的数值模拟
2.基于RPI沸腾模型的液氮池内核态沸腾过程模拟与分析
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4.使用界面追踪对膜态沸腾的数值研究(英文)
5.球体表面强制对流膜态沸腾换热的数值模拟
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fluent的vof冷凝模型案例
fluent的vof冷凝模型案例标题：基于Fluent的VOF冷凝模型案例1. 案例简介本案例基于Fluent软件，通过VOF（Volume of Fluid）方法模拟了一个冷凝器的冷凝过程。
通过分析冷凝器内部的流场和相变现象，研究了冷凝器的工作状态和热传递效果。
2. 模型设置建立了一个三维模型，包括冷凝器的几何形状和流体介质。
然后，设置了流体的物性参数、边界条件和初始条件，以及VOF模型的相关参数。
通过调整这些参数，可以控制模拟过程的精度和计算效率。
3. 边界条件冷凝器的冷却介质是冷凝汽，通过设定冷凝汽的入口速度和温度，来模拟冷凝器的工作状态。
同时，还设置了冷凝器内壁的蒸汽流体边界条件，以及冷凝器外表面的换热边界条件。
4. 模拟过程在模拟过程中，首先进行了流场的计算，通过求解Navier-Stokes 方程和质量守恒方程，得到了冷凝器内部的流速场和压力分布。
然后，利用VOF模型计算了相变界面的位置和形状，以及相应的传热过程。
5. 相变模拟在相变模拟中，通过VOF模型将冷凝器内部的流体划分为两个相，即蒸汽相和液相。
通过求解质量守恒方程和能量守恒方程，预测了相变界面的位置和速度，以及相应的传热速率。
6. 传热效果分析通过模拟结果，可以得到冷凝器内部的温度分布和传热速率。
通过分析这些数据，可以评估冷凝器的传热效果，并找出可能的改进措施。
同时，还可以计算冷凝器的传热系数和传热效率，用于评估冷凝器的性能。
7. 结果验证通过与实验数据进行对比，可以验证模拟结果的准确性和可靠性。
如果模拟结果与实验数据吻合良好，说明模型和参数设置是合理的；如果存在差异，可以进一步优化模型和参数，以提高模拟结果的准确性。
8. 参数优化通过对模型和参数的优化，可以进一步提高模拟结果的准确性和计算效率。
例如，可以调整VOF模型的参数，改变网格划分和求解方法，以及优化计算算法和计算资源的使用。
9. 结果分析通过对模拟结果的分析，可以得到冷凝器的工作状态和性能指标。
vof方法模拟膜态沸腾下气泡的生长
vof方法模拟膜态沸腾下气泡的生长沸腾是热力学最基本的耦合对象，是气体液体两相流及固体热力学作用一起形成的流体状态，是冷却系统常用的换热媒。
近年来，许多学者都研究了沸腾的传热特性，以及沸腾过程中的气泡生长和消散规律，气泡影响着沸腾的抗凝着学习，沸腾传热的效果。
为了研究这一过程，现在研究者们经常利用VOF（Volume of Fluid）方法模拟沸腾下气泡的生长。
下面就VOF方法模拟膜态沸腾下气泡的生长进行介绍。
VOF（Volume of F luid）方法是一种模拟多相流动的场景中体积分数的模拟方法，它计算每一个控制网格上的液体在整个物理空间中的体积分数值，而不是只关注液体与固体界面。
通过对网格控制系数的体积，它能有效地模拟多相分层流动或液体混合物变化的复杂的流动过程。
VOF是基于一致的黏度准则来模拟液体分散的，能够有效地处理流体混溶过程中的二相渗流问题，以及复杂的液体混合物变化等过程，能够模拟各种物理和化学处理流体分散的复杂情况。
在实际应用中，VOF 方法可用于混合不同种类的流体介质混合及膜态沸腾如，回路沸腾泵、熔融运动气泡模式等重要热力学问题的数值模拟，在多相系统中VOF 方法也更容易模拟不同种类的气泡。
在膜态沸腾的模拟中，VOF优势主要体现在可以计算出过程中的体积分数，从而模拟流体膜处的传热率，以及液体相互混合的模式等，并能有效模拟流体沸腾所产生气泡的生长规律。
在沸腾过程中，相邻的液体温度分布不同，以及温度分布造成的压强差，会使气泡发生由大变小或者从小变大的状态变化，而VOF方法能够更精确有效地模拟气泡生长和消散的情况，而且可以更好地捕捉气泡破裂前后液体体积分数的变化，更好地模拟液体两相的流动过程，并可以模拟出膜态沸腾过程下气泡的消散和生长的规律，从而能够更好的反映出液体的流动特性，有利于提高沸腾传热的效果。
综上所述，VOF 方法模拟膜态沸腾下气泡的生长是一种有效的方法，只要精确的计算出液体的流动特性，即可得到较好的沸腾传热效果，因此，此方法有助于提高液体多相流动中的换热传输效果，在工程实践中也有较大的应用潜力。
方肋微通道内流动沸腾的气泡动态与传热特性分析
果，换热系数较相同条件下的单相流动提升 6 倍以上。此外液膜厚度随 Re 增大而变厚，液膜热阻相应增大，液膜
蒸发对换热的促进作用随 Re 增大而降低。最后考察了气泡体积对方肋壁面换热的影响，结果表明：初始体积大
动力黏度/Pa·s
表面张力系数/N·m−1
气化潜热/kJ·kg−1
0.00962
695
4.77×10−4
1.04×10−5
0.0144
143.54
943
q
T w,x - T sat
(2)
式中，Tw,x 为方柱表面局部壁温。
定义局部努赛尔数 Nux[式(3)]。
Nu x =
1.2
q
D
×
T w,x - T sat λ l
overall enhancement of heat transfer coefficient along the cylinder was found to increase with increasing
bubble volume due to a thinner film and more surface area for evaporation, while the small bubble had
不同参数的影响，探究带肋微通道内沸腾气-液两
相流动及相变传热传质的规律，进而为实验研究提
供指导。
1 模型建立
1.1
物理模型
本文构造一个二维微通道物理模型，如图 1 所
示。微通道长度 L=4mm，宽度 D=0.2mm，通道壁
面绝热。边长 B=0.08mm 的方柱设置在通道正中
vof方法
vof方法
VOF法（Volume of Fluid技术）是一种流体介质中二相流动模拟技术，是对传统的
多孔固体有限差分技术方法进行改进。
此方法基于VOF技术引入流体体积分数，使不同相
的流量可以在相之间迅速转换，给模拟多相流体流动带来了极大便利。
VOF技术使用流体体积分数来描述流体相的控制，每一个单元的流体体积分数值都表
示这一单元内有多少流体。
当流体相发生变化时，VOF法能够描述流体体积分数的改变，
实现流体从一处流动到另一处以及静水上发生的空间控制。
由于VOF法具有描述流体体积分数变化的能力，因此它能够模拟流体体积分数的变化，充分把握两相流动的演变，变种为各种复杂的不同相流体之间的变化，记录流动数据。
因此，它也能够模拟一种复杂的流动模式，如气液两相流的相变，油水混合态的变化，重力
流动，湍流流动等。
VOF法开创了多相流体动力学模拟的新局面，在汽车制造、化工行业和流体系统设计
方面都有应用，是一种非常实用的计算流体动力学技术。
空温式气化器管内LNG流动沸腾模拟研究
空温式气化器管内LNG流动沸腾模拟研究
时国华;蒋可;周文博;王子昂
【期刊名称】《化学工程》
【年(卷),期】2022(50)9
【摘要】基于FLUENT软件模拟研究LNG在空温式气化器翅片管内的流动沸腾
传热特性,采用VOF多相流模型捕捉管内气液两相区的流型,结合管内对流传热系
数变化分析不同流型对气化能力的影响,研究翅片管管内流动沸腾传热的温度场和
气化率分布。
结果表明:LNG在翅片管内的流动沸腾过程依次出现泡状流、弹状流、搅拌状流3种流型;管内流体与管外空气的换热存在滞后效应,沿管长方向流体的热量增加。
气化过程中,管内不同流型对应的局部传热系数不同,近壁面滑移气泡的数
量对管内换热有较强的促进作用。
局部传热系数与气相体积分数呈倒U型关系,当
气相体积分数为0.45时,局部传热系数最大。
【总页数】6页(P57-62)
【作者】时国华;蒋可;周文博;王子昂
【作者单位】华北电力大学能源动力与机械工程学院;华北电力大学河北省低碳高
效发电技术重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TK124
【相关文献】
1.LNG空温式气化器气化过程的数值分析
2.空温式LNG气化器消雾的数值模拟研究
3.空温式LNG气化器消雾的数值模拟研究
4.基于CFD模拟的LNG空温式气化器传热特性
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fluent中的vof算法
fluent中的vof算法Fluent中的VOF算法概述在计算流体力学（CFD）领域中，VOF（Volume of Fluid）算法是一种广泛应用的多相流模型。
它可以模拟液体和气体等不同相的流动，并能够准确地预测两相之间的界面位置和形状。
在Fluent软件中，VOF算法被广泛应用于各种工程问题的数值模拟中。
本文将详细介绍VOF算法的原理、应用和优缺点。
原理VOF算法基于流体的体积分数（Volume Fraction）概念，即将流场划分为一系列互不重叠的单元格，每个单元格中的流体都具有一个体积分数值。
在VOF算法中，流体的界面被定义为体积分数等于0.5的位置，这样可以准确地描述两相之间的分界面。
通过对流体的质量守恒和动量守恒方程进行求解，可以得到流体的流动状态和界面的演化过程。
应用VOF算法在工程领域有着广泛的应用。
以下是几个典型的例子：1. 水下爆炸波浪模拟VOF算法可以用于模拟水下爆炸波浪的传播和冲击效应。
通过将水和气体建模为两个不同的相，可以准确地预测爆炸波浪的形状和冲击力。
这对于海洋工程和防护结构的设计具有重要意义。
2. 液体混合与分离VOF算法可以模拟液体的混合与分离过程。
例如，在化工工艺中，通过控制液体的流动方式和入口条件，可以实现不同液体的混合和分离。
VOF算法可以帮助工程师优化流程和设备设计，提高生产效率。
3. 气泡和颗粒的运动VOF算法可以模拟气泡和颗粒在流体中的运动过程。
这对于研究气泡和颗粒在液体中的分布和聚集现象具有重要意义。
例如，在石油工业中，通过对油井中气泡和颗粒的运动进行模拟，可以优化油井的操作和生产效率。
优缺点VOF算法作为一种常用的多相流模型，具有以下优点和缺点：优点：- VOF算法能够准确地模拟两相流动的界面位置和形状，对于复杂的流动现象具有很高的精度。
- VOF算法适用于各种不同的流动问题，可以应用于液体和气体等不同相的流动模拟。
- VOF算法在Fluent软件中有成熟的实现，使用方便，计算效率较高。
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过冷流动沸腾相变过程汽泡特性的VOF方法模拟
魏敬华;潘良明;袁德文;闫晓;黄彦平
【期刊名称】《核动力工程》
【年(卷),期】2012(33)6
【摘要】基于计算流体动力学(CFD)软件对不同压力和热流密度下矩形流道内过冷流动沸腾进行模拟。
相变模型通过用户自定义函数(UDF)描述质量和能量传递实现,汽-液界面捕捉通过流体体积法(VOF)获得。
研究结果表明,蒸发和冷凝的交互作用会在垂直于流动方向的截面内形成二次流以增强壁面附近的微对流。
汽泡在滑移过程中逐渐长大,并与邻近汽泡聚合形成更大的汽泡,且变形逐渐加大。
汽泡滑移会增强下游区域的换热,从而抑制下游核化点的产生。
随着压力升高和热流密度降低,汽泡尺寸、生长速度以及出口处平均空泡份额都会减小。
汽泡生长曲线和沸腾起始点(ONB)附近加热壁面温度模拟结果与文献中关联式吻合良好。
【总页数】7页(P65-71)
【关键词】相变;二次流动;汽泡滑移;VOF模型;Lee模型;数值模拟
【作者】魏敬华;潘良明;袁德文;闫晓;黄彦平
【作者单位】重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室;中国核动力研究设计院中核集团核反应堆热工水力技术重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TK124;TL331
【相关文献】
1.过冷流动沸腾汽泡浮升直径的理论研究 [J], 肖仁杰;闫晓;昝元锋
2.窄矩形通道内过冷流动沸腾汽泡生长模型研究 [J], 胡健;高璞珍;许超;李少丹;郑强
3.竖直窄流道内过冷流动沸腾的汽泡生长过程流场特性分析 [J], 袁德文;潘良明;陈德奇;李隆键
4.窄流道内过冷流动沸腾条件下汽泡滑移特性研究 [J], 袁德文;潘良明;魏敬华;黄彦平
5.窄流道内过冷流动沸腾汽泡凝结过程的数值模拟研究 [J], 潘良明;谭智威;闫晓;徐建军;黄彦平
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