发明名称 管道中含有不可凝结气体的蒸汽冷凝的数值模拟方法
摘要 本发明涉及一种管道中含有不可凝结气体的蒸汽冷凝的数值模拟方法,属于计算流体力学领域。本发明利用CFX平台,通过对蒸汽组分的质量连续方程设置源项,以模拟带有不可凝结气体的蒸汽冷凝过程,包括:(1)设定流场内的流质为组分质量百分数可变的气态混合物,各组分分别表示蒸汽和不可凝结气体,且各组分均为理想状态。(2)设定流场域、进口、出口以及壁面等边界条件。(3)在壁面边界条件的源相中对蒸汽组分的连续性控制方程组增加Uchida经验关联式。本发明方法在已有的有限体积法计算程序基础上稍作改动即可准确模拟带有不可凝结气体的蒸汽冷凝这一复杂的两相相变的过程,处理过程简便、高效。
申请公布号 CN100517342C 申请公布日期 2009.07.22
申请号 CN200710171864.X 申请日期 2007.12.06
申请人 上海交通大学 发明人 程先华;文杰;亓永;程鹏亮
分类号 G06F17/50(2006.01)I 主分类号 G06F17/50(2006.01)I
代理机构 上海交达专利事务所 代理人 毛翠莹
主权项 1、一种管道中含有不可凝结气体的蒸汽冷凝的数值模拟方法,其特征在于包括如下步骤:(1)利用ANSYS.ICEM.CFD软件对蒸汽管道内饱和蒸汽的流场划分六面体结构化网格,在网格化流场的基础之上进行数值计算;(2)设定流场计算域,设定参考压力、Y向受重力作用以及该参考压力下饱和蒸汽的密度;(3)定义流场内的流质为组分质量百分数可变的气态混合物,气态混合物的组分分别为蒸汽和不可凝结气体,并且各组分均为理想状态,即始终处于气相;(4)在流场计算域中,设定气态混合物中质量可变的蒸汽组分为扩散输运方程,质量不变的不可凝结气体组分为守恒;(5)根据流场的流型选择湍流模型;建立包含各个网格质量、动量和能量守恒信息的偏微分控制方程组;(6)定义流场计算域的进口、出口以及壁面的边界条件,所述进口、出口以及壁面的边界条件包括入口流体速度、蒸汽组分质量分数、流体温度、壁面温度、出口相对压力,并将Uchida经验关联式中的质量方程作为蒸汽组分的质量控制方程组的源项,加载在壁面边界条件中;(7)对偏微分控制方程组进行离散化,得到代数方程组并利用以上边界条件进行封闭;(8)利用CFX软件对流场计算域内的代数方程组反复进行迭代计算,直到满足所设定的迭代精度为止,完成管道内蒸汽冷凝的数值模拟。
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