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1 前言
毛细现象(又称毛细管作用),是指液体在细管状物体内侧,由于内聚力与附着力的差异、克服地心引力而上升的现象。本案例将用FLUENT来模拟毛细管内的液体上升现象。
2 问题描述
建立如下的二维平面模型,一根宽1mm的毛细管插入50mm×50mm盛有一定溶液的空间,边界条件按图中示意来设定。其中液体密度750kg/m3,黏度0.001003kg/ms,气体为空气(默认材质)。液体的表面张力系数0.025N/m,与固体壁面的接触角为15°。
两相流模型采用VOF,选择空气为Primary phase,液体为Secondary phase,求解器设置按默认即可,时间步长设置为1e-5s。
对计算域进行初始化,使毛细管插入一定深度的液体中,结果如下(红色 区域为液体):
某个时刻的毛细管局部放大结果如下,从质量分数可以明显地看到液体附着到壁面上,接触角约为之前设定的15°,与实际情况较为相符。
毛细现象过程见以下动图:
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