کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6933801 867654 2013 35 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A sharp-interface phase change model for a mass-conservative interface tracking method
ترجمه فارسی عنوان
یک مدل تغییر فاز تیز رابط برای روش ردیابی رابط تودهای محافظه کار
کلمات کلیدی
تغییر فاز، ردیابی رابط روش محافظه کارانه، جابجایی عظیم، تابع رنگ،
ترجمه چکیده
یک مدل تغییر فاز جدید برای روش ردیابی رابط تودهای محافظه کار ایجاد شده است. سرعت انتقال جرم به طور مستقیم از شار گرما در رابط مایع بخار محاسبه می شود و تغییر فاز تنها در سلولهایی که شامل این رابط هستند، رخ می دهد. به عنوان یک نتیجه از وضوح توزیع سرعت انتقال جرم، پرش سرعت در سراسر رابط می تواند اسیر، و دقت بالا می تواند حفظ شود. این روش در حل معادلات ناییر استوکس با استفاده از یک روش پیش بینی بر اساس یک الگوریتم حجم محدود تقسیم بر روی شبکه های دکارتی انجام شده است. این مدل برای مسائل تغییر فاز یک بعدی و یک شبیه سازی سه بعدی از یک حباب در حال رشد بخار در یک مایع سوپر تبخیر تحت شرایط گرانش صفر تأیید شده است. نتایج محاسبات با راه حل های تئوری توافق دارند و دقت مدل را با استفاده از یک مطالعه پالایش شبکه ای تایید می کنیم که از فضای دوم در فضا است. یک شبیه سازی سه بعدی از یک حباب افزایش بخار در یک مایع سوپر تبخیر شده تحت جاذبه به عنوان مورد اعتبار سنجی انجام شده است و توافق خوب با داده های تجربی برای نرخ رشد حباب به دست آمده است. به عنوان یک تظاهرات از کاربرد روش برای مشکلات مهندسی، یک شبیه سازی جوشش هسته ای با مقایسه با داده های تجربی ارائه شده است. توافق خوب برای شکل های حباب و دوره رها شدن حباب به دست می آید. در تمام موارد شبیه سازی، حفظ جرم سختگیرانه رضایت بخش است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
پیش نمایش مقاله
یک مدل تغییر فاز تیز رابط برای روش ردیابی رابط تودهای محافظه کار
چکیده انگلیسی
A new phase-change model has been developed for a mass-conservative interface tracking method. The mass transfer rate is directly calculated from the heat flux at the liquid-vapor interface, and the phase change takes place only in the cells which include this interface. As a consequence of the sharpness of the mass transfer rate distribution, the velocity jump across the interface can be captured, and high accuracy can be maintained. The method has been implemented in an incompressible Navier-Stokes equations solver employing a projection method based on a staggered finite-volume algorithm on Cartesian grids. The model has been verified for one-dimensional phase-change problems and a three-dimensional simulation of a growing vapor bubble in a superheated liquid under zero gravity condition. The computed results agree with theoretical solutions, and the accuracy of the model is confirmed to be of second-order in space using a grid refinement study. A three-dimensional simulation of a rising vapor bubble in a superheated liquid under gravity has been performed as a validation case, and good agreement with experimental data is obtained for the bubble growth rate. As a demonstration of the applicability of the method to engineering problems, a nucleate boiling simulation is presented with a comparison to experimental data. Good agreement is obtained for the bubble shapes and the bubble departure period. In all the simulation cases, strict mass conservation is satisfied.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational Physics - Volume 249, 15 September 2013, Pages 127-161
نویسندگان
, ,