文章譯自Fluent_Users_Guide，自己翻譯，難免有錯誤。

設(shè)置程序

凝固/融化問題的設(shè)置步驟如下所述。（請注意，此過程僅包括凝固/融化模型本身所必需的步驟；您將需要像往常一樣設(shè)置其他模型、邊界條件等。）

1.若要使用凝固/融化模型，請?jiān)凇澳毯腿诨睂υ捒蛑袉⒂谩澳?融化”選項(xiàng)

? ?Setup →? Models → Solidification & Melting Edit...

? ?ANSYS fluent將自動啟用能量方程，因此在打開凝固/融化模型之前不必訪問“能量”對話框

2.在“參數(shù)”下，將糊狀區(qū)參數(shù)?(Mushy Zone Parameter)（在等式1中的值指定為常數(shù)或用戶定義的函數(shù)。

? ?對于大多數(shù)計(jì)算，建議值介于10000和10000000之間。糊狀區(qū)參數(shù)值越高，阻尼曲線越陡，當(dāng)材料凝固時，速度降到零的速度越快，當(dāng)控制體積交替凝固和熔化時，大的數(shù)值可能導(dǎo)致溶液振蕩，而液體體積分?jǐn)?shù)的擾動很小。

3.如果要在模擬中包括拉速（如理論指南中的動量方程和連鑄拉速中所述）請?jiān)凇皡?shù)”下啟用“包括拉速（Include Pull Velocities）”選項(xiàng)

? ?理論指南中動量方程

? ?焓孔技術(shù)將糊狀區(qū)域（部分凝固區(qū)域）視為多孔介質(zhì)。每個單元中的孔隙率設(shè)置為等于該單元中的液體分?jǐn)?shù)。在完全凝固的區(qū)域，孔隙率等于零，這就熄滅了這些區(qū)域的速度。

? ?其中β是液體體積分?jǐn)?shù)，是防止除以零的一個小數(shù)值（0.001），是糊狀區(qū)常數(shù)，是由于將固化材料拉出域而產(chǎn)生的固體速度（也稱為拉速）糊狀區(qū)常數(shù)測量阻尼的振幅；該值越高，材料凝固時速度向零的轉(zhuǎn)變越快。非常大的值可能導(dǎo)致溶液振蕩。在連續(xù)鑄造過程中，拉坯速度被包括在內(nèi)，這是由于固化材料從域中連續(xù)撤回的緣故。在等式1中，這個術(shù)語的存在允許新的固化材料在拉速下移動。如果固化的材料沒有被從域中拉出來。關(guān)于拉速的更多細(xì)節(jié)在連鑄拉速中提供。

? ?理論指南中連鑄拉速

? ?在連鑄過程中，凝固物通常是從計(jì)算域中連續(xù)抽出的，如下圖所示：在連鑄過程中“抽出”固體。因此，固體材料將有一個有限的速度，必須在焓-孔隙度技術(shù)中加以考慮。

如動量方程所述，焓孔隙率法將固液兩相區(qū)視為多孔介質(zhì)，其孔隙率等于液體分?jǐn)?shù)。在動量方程中加入一個合適的下沉項(xiàng)來解釋由于糊狀區(qū)多孔結(jié)構(gòu)引起的壓降。對于連鑄應(yīng)用，熔融液體和固體之間的相對速度用于動量匯項(xiàng)（等式1）而不是液體的絕對速度固體材料拉拔速度的精確計(jì)算取決于固體的楊氏模量、泊松比和作用在固體上的力。ANSYS?fluent根據(jù)凝固區(qū)邊界處的速度，利用laplacian方程來近似計(jì)算凝固區(qū)的拉速。

在計(jì)算拉速時，ANSYS fluent使用以下邊界條件。

?在速度入口、固定壁或移動壁處，使用規(guī)定的速度。

?在所有其他邊界（包括液體和固化材料之間的液固界面），使用零梯度速度。

4.如果包含拉速，并且希望ANSYS fluent根據(jù)指定的速度邊界條件計(jì)算它們（使用等式2），如理論指南中連鑄拉速所述，啟用“計(jì)算拉動速度（?Compute Pull Velocities）”選項(xiàng)并指定每次拉動速度迭代的流迭代次數(shù)重要的是，沒有必要讓ANSYS fluent計(jì)算拉速。有關(guān)其他方法的信息，請參見連鑄建模程序。

重要的是“每次拉動速度迭代的流迭代次數(shù)（Flow Iterations Per Pull Velocity Iteration）”的默認(rèn)值為1，表示每次迭代求解器后都將求解拉動速度方程。如果增加這個值，拉速方程的求解頻率就會降低。如果液體分?jǐn)?shù)方程幾乎收斂（即，液固界面的位置變化不大，這將加快計(jì)算速度，但當(dāng)拉速更新時，殘余物可能會跳躍。

5.在“選項(xiàng)”下，選擇“杠桿規(guī)則（?Lever Rule）”或“scheil規(guī)則?（Scheil Rule）”。有關(guān)詳細(xì)信息，請參見《理論指南》中的物種方程

重要信息：只有在“物種模型”對話框中啟用“物種傳輸”時，“杠桿規(guī)則”和“scheil規(guī)則”選項(xiàng)才可用

6。如果選擇scheil規(guī)則，則可以啟用反向擴(kuò)散。輸入常量或用戶定義的函數(shù)以指定反向擴(kuò)散參數(shù)的值（在等式3中）scheil規(guī)則假定固體區(qū)域內(nèi)溶質(zhì)擴(kuò)散為零，而lever規(guī)則假定固體中溶質(zhì)擴(kuò)散為無窮大。反向擴(kuò)散利用0（無擴(kuò)散，如scheil規(guī)則）和1（無限擴(kuò)散，如杠桿規(guī)則）之間的無量綱參數(shù)（表示為）在微觀水平上建立有限固體擴(kuò)散模型。通常取決于凝固條件，如固體擴(kuò)散率、局部凝固時間和二次枝晶臂間距。界面溫度計(jì)算如下：

注意，back diffusion參數(shù)的值必須介于0和1之間。

7.在“創(chuàng)建/編輯材料”對話框（圖3：用于熔化和凝固的“創(chuàng)建/編輯材料”對話框）中，為模型中使用的材料指定純?nèi)軇┤刍療?、固相線溫度和液相線溫度。

如果要求解物種遷移，則需要指定混合物的特性，包括計(jì)算固體溫度和液體溫度的方法。默認(rèn)方法是混合定律。其中，固相線溫度和液相線溫度由為每種溶質(zhì)提供的參數(shù)（如液相線的斜率或分配系數(shù)）計(jì)算得出。但是，可以使用define_property類型的用戶定義函數(shù)來指定這兩種溫度。

重要的是：強(qiáng)烈建議您使用相同的方法來指定固相線溫度和液相線溫度定義混合物時，還應(yīng)指定質(zhì)量擴(kuò)散系數(shù)和共晶溫度。以及純?nèi)軇┤刍療岷图內(nèi)軇┤刍瘻囟取Ｕ堊⒁?，溶劑是“種類”對話框中“選定種類”下列出的最后一個種類。

對于每種溶質(zhì)，必須指定液相線相對于溶質(zhì)濃度、分配系數(shù)、共晶質(zhì)量分?jǐn)?shù)的斜率。如果在“凝固和熔化”對話框中選擇了“杠桿法則”，則為固體中的擴(kuò)散系數(shù)。無需為溶劑指定和。

8.設(shè)置邊界條件

Setup →? Boundary Conditions

除通常的邊界條件外，還應(yīng)考慮以下條件

?如果你想解釋墻和相鄰固化區(qū)域之間是否存在氣隙（如理論指南中墻接觸電阻所述），請指定非零值，輪廓，或“墻”對話框中熱條件下接觸電阻的用戶定義函數(shù)。

?如果要指定表面張力相對于墻邊界溫度的梯度，可以將marangoni應(yīng)力選項(xiàng)用于墻剪切力條件。詳情見Marangoni應(yīng)力。

?如果希望ANSYS fluent在計(jì)算過程中計(jì)算拉速，請注意在計(jì)算中如何使用指定的速度條件（請參見理論指南中的連鑄拉速）

連鑄建模程序包含有關(guān)連鑄建模的附加信息。有關(guān)求解凝固/熔化模型和對結(jié)果進(jìn)行后處理的信息，請參見溶液程序和后處理（會在fluent凝固與融化模型中寫出來）。