强对流条件下使用p-VOF方法的低温圆管二维结霜模拟

为进行强对流条件下低温表面的结霜模拟,新发展了称为p-VOF方法的结霜模拟方法,该方法是一种用于有相变发生的多相流模拟的伪VOF方法:通过显式求解简化的质量守恒方程得到霜相的体积分数变化,替代CFD软件中原有的体积分数方程的求解。使用p-VOF方法对强对流条件下低温圆管的二维结霜进行了模拟,分析了强对流条件下低温圆管结霜的大致规律与特征。在常物性霜层条件下,来流湿度越大或管壁温度越低,霜层生长速率越快,霜层越厚;来流速度越大,在结霜初期的霜层生长速率越大,但霜层生长速率明显减慢的时间越早,最终的霜层也越薄。研究表明p-VOF方法能够正确反映圆管外形下流动、传热与霜层形貌变化的相互耦合关系,可用作强对流下的低温圆管二维动态结霜模拟的基础方法。