关于冷凝过程的模拟

wq_0805

大家好!
我最近在做冷凝器冷凝过程（仅管内侧）的模拟，但是每次都是迭代几次就出现错误:
divergence detected in AMG solver:pressure correction.
类似的提示也出现在temperature和X-momentum上.
在论坛里面也搜索了一下,有的说是网格质量问题,有的说是边界条件设置问题.
关于后者,我不是很有把握,特请大家帮忙看下,是否有问题:
1、边界条件设置
入口:2000Kpa(total pressure),105摄食度的过热冷媒蒸汽.static pressure没有设置,即:0(注:在fluent帮助中说pressure-inlet边界条件中的initial pressure只有在用进口来初始化的时候,才会用到这个变量,故未填写,用all-zones来初始化的)
出口:pressure-outlet,1892Kpa(实验测得),57.5度的过冷液体
扁管壁面设置的热流密度heat flux,-9000w/m^2(放热)
2、数学模型
层流（这个可能要重点看，我觉得扁管内是层流），稳态，多相流，UDF
3、UDF是自己根据算例中的蒸发，依葫芦画瓢做出来的，有必要的话后续再看。

附件中是模型的截图，希望大家能抽空帮忙看看，非常感谢！

[ 本帖最后由 wq_0805 于 2011-6-13 14:08 编辑 ]

uesoft

登记一下。

zhangyg

问下 进口怎么给定压力路口边界条件 可以改改质量入口和速度入口边界条件

wq_0805

原帖由 zhangyg 于 2011-6-13 16:29 发表

                               
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问下 进口怎么给定压力路口边界条件 可以改改质量入口和速度入口边界条件

恩,这个是实验室测得的入口压力.
后面我考虑这里的冷媒蒸汽可能有一定的压缩性,改成了质量入口条件.另外,因为是多相流,设置mixture的时候,也还是要给定initial gauge pressure,设置vapor组分的时候,才给定的质量流量.

xrs333

把初始值改一下：压力用进口压力，速度全为零。
蒸发模型不能乱来，它直接关联能量方程、质量方程，最容易引起发散。
热流密度这种边界条件刚性大，也容易引起发散。
总之，计算模型要尽可能恰当，也就是说无论是全局还是局部都要不违反控制方程和物理约束条件。

wq_0805

原帖由 xrs333 于 2011-6-13 19:48 发表

                               
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把初始值改一下：压力用进口压力，速度全为零。
蒸发模型不能乱来，它直接关联能量方程、质量方程，最容易引起发散。
热流密度这种边界条件刚性大，也容易引起发散。
总之，计算模型要尽可能恰当，也就是说无论是 ...

谢谢斑竹!
今天早上过来得到一个初步结果了,但是发现温度和液滴的百分比有些问题:
1、最低处（出口）温度只有271K，低于0度。实际结果应该在330K左右，相差太大了。
2、液体的含量太低，最高处也只有14%，而且只在很小的局部范围才有。我出口处可能过冷的液体，含量100%才对。
另，我越来越发觉这个冷凝过程很复杂呢，制冷剂液滴的生成速率我手头上还没有。目前UDF借用的是FLUENT帮助中那个水的蒸发的算例，只不过取的逆过程。现在也担心是这个造成温度和体积分数与实际不符的原因！！！

贴上图片，谢大家发表自己的看法。

dbmdbmdbm

唐伯虎兄，一直关注中！这两天忙考试，考完试就开始正式搞这个东西，小弟还是菜鸟一个，刚刚入门，希望以后共同交流！楼主能否加下QQ：357091170

syangecust

楼主你好，我也稍微懂一点儿冷凝模拟的东西，可将你的udf贴上来，看看是否哪个地方改动的不对！

wq_0805

原帖由 syangecust 于 2011-6-20 17:08 发表

                               
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楼主你好，我也稍微懂一点儿冷凝模拟的东西，可将你的udf贴上来，看看是否哪个地方改动的不对！

UDF如下:

#include "udf.h"
#include "sg_mphase.h"
#define T_SAT 338.2                    /*饱和压力下，R134A的饱和温度*/
#define LAT_HT 1.3134e5            /*饱和压力下，冷媒液化时的潜热*/
DEFINE_SOURCE(liq_src, cell, sec_th, dS, eqn)
{
Thread *mix_th, *pri_th;  
real m_dot_l;  
mix_th = THREAD_SUPER_THREAD(sec_th);  
pri_th = THREAD_SUB_THREAD(mix_th, 0);  
if(C_T(cell, mix_th)<=T_SAT)
{m_dot_l = 0.1*C_VOF(cell, pri_th)*C_R(cell, pri_th)*fabs(C_T(cell, mix_th) - T_SAT)/T_SAT;   
dS[eqn] = 0.;}  
else
{m_dot_l = -0.1*C_VOF(cell, sec_th)*C_R(cell, sec_th)*fabs(T_SAT-C_T(cell,mix_th))/T_SAT;   
dS[eqn] = -0.1*C_R(cell, sec_th)*fabs(T_SAT-C_T(cell,sec_th))/T_SAT;}  
return m_dot_l;
}

DEFINE_SOURCE(vap_src, cell, pri_th, dS, eqn)
{
Thread *mix_th, *sec_th;  
real m_dot_v;  
mix_th = THREAD_SUPER_THREAD(pri_th);  
sec_th = THREAD_SUB_THREAD(mix_th, 1);  
if(C_T(cell, mix_th)<=T_SAT)
{m_dot_v = -0.1*C_VOF(cell, pri_th)*C_R(cell, pri_th)*fabs(C_T(cell, pri_th) - T_SAT)/T_SAT;   
dS[eqn] = -0.1*C_R(cell, pri_th)*fabs(C_T(cell, pri_th) - T_SAT)/T_SAT;}  
else
{m_dot_v = 0.1*C_VOF(cell, sec_th)*C_R(cell, sec_th)*fabs(T_SAT-C_T(cell,mix_th))/T_SAT;   
dS[eqn] = 0.;}  
return m_dot_v;
}

DEFINE_SOURCE(enrg_src, cell, mix_th, dS, eqn)
{  
Thread *pri_th, *sec_th;  
real m_dot;  
pri_th = THREAD_SUB_THREAD(mix_th, 0);  
sec_th = THREAD_SUB_THREAD(mix_th, 1);  
if(C_T(cell, mix_th)<=T_SAT)
{m_dot=0.1*C_VOF(cell, pri_th)*C_R(cell, pri_th)*fabs(T_SAT-C_T(cell, pri_th))/T_SAT;   
dS[eqn]=-0.1*C_VOF(cell, pri_th)*C_R(cell, pri_th)/T_SAT;}  
else
{m_dot=-0.1*C_VOF(cell, sec_th)*C_R(cell, sec_th)*fabs(T_SAT-C_T(cell,sec_th))/T_SAT;   
dS[eqn] = -0.1*C_VOF(cell, sec_th)*C_R(cell, sec_th)/T_SAT;}  
return LAT_HT*m_dot;
}


用的MIXTURE模型，激活了slip velocity和body force
欢迎各位大侠批评指正！

[ 本帖最后由 wq_0805 于 2011-6-21 09:26 编辑 ]

浪子轻狂

程序中的0.1需要查相关文献替换一下，蒸发速度和很多因素密切相关，不是仅仅一个常数0.1能阐明的。

wq_0805

原帖由 浪子轻狂 于 2011-6-21 09:31 发表

                               
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程序中的0.1需要查相关文献替换一下，蒸发速度和很多因素密切相关，不是仅仅一个常数0.1能阐明的。

恩,我已经将这个系数分别改到20,100,计算了若干次,但结果都不大理想.
另外,还有个通性问题:迭代初期都没有问题,但是大约到了50~100步(有时更多),突然出现divergence detected in AMG solver:而残差并没有出现陡然增大,而是在逐步缩小.所以每次都无法跌代到我认为的合理程度.
当然也碰到很诡异的,残差陡然增大,然后报错的情况.
单机多核的并行计算,总之诡异得很!

浪子轻狂

那个值改成20或100也忒夸张了些吧，太大了。你去查阅一下文献，不要无根据的盲目乱改。

你说的那个错误和多核并行与否没有什么关系，你单核计算照样有这问题。可能是你的网格和模型选择不太匹配、或者边界条件设置不当、初始化值不合理也可以引起上述错误。

[ 本帖最后由 浪子轻狂 于 2011-6-21 01:53 编辑 ]

syangecust

步长小一点试试

wq_0805

原帖由 syangecust 于 2011-6-21 11:06 发表

                               
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步长小一点试试

你所谓的步长是？？时间？空间？
我算的稳态情况

lucio

1、最低处（出口）温度只有271K，低于0度。实际结果应该在330K左右，相差太大了。
2、液体的含量太低，最高处也只有14%，而且只在很小的局部范围才有。我出口处可能过冷的液体，含量100%才对。

出口温度已经低于饱和温度了，说明液体含量应该是100%，但是你的才14%。说明你有些定义有问题。

另外9000w/m^2的热流密度有根据吗，这个热流密度会随着干度的下降而下降吧。