Fluent求解连续介质模型研究Sn-5%Pb凝固过程溶质宏观偏析

[gsky0809]

一、问题描述：
使用Fluent软件求解连续介质模型来研究经典案例——二元合金Sn-5%Pb凝固过程溶质Pb宏观偏析。（参照文献：An operator splitting scheme for coupling macroscopic transportand grain growth in a two-phase multiscale solidificationmodel Part II – Application of the model）

1、Fluent中使用的方程：Energy方程、动量方程（层流）、Species Transport方程、熔化凝固方程（①采用Lever Rule；②勾选了Thermal & Solutal Buoyancy；③糊状区参数设置为（180×动力粘度）/二次枝晶距的平方）。
除了打开Fluent中自带模型外，没有添加UDF或UDS文件。

2、在材料Fluid下面创建Pb、Sn（未设置材料物性）；Mixture-template中Pb为溶质、Sn为溶剂。
Mixture中参数：密度（采用boussinesq）、比热容、导热率、粘度、热膨胀系数、纯溶剂熔化热、纯溶剂熔化温度以及共晶温度（以上参数均是constant），质量扩散系数（constant-dilute-appx），固液相温度采用mixing-law计算。
Mixture中溶质Pb参数：相对原子质量、液相线斜率、分配系数、共晶质量分数、溶质膨胀系数（以上参数均是constant），默认固相中零扩散。
Mixture中溶剂Sn参数：只填写了相对原子质量，其他均为0；

3、模型为2D矩形，X方向长100mm，Y方向高60mm，网格尺寸为1×1mm，重力为Y轴负向；
边界条件：
①、左侧边界为散热边界，对流换热系数300W/m2·K，环境温度25℃；
②、其余三边为绝热边界，热通量为0。

4、采用Simple处理速度-压力耦合，动量、能量采用一阶迎风。
收敛精度：能量方程10-8，其他均为10-5；

5、采用标准初始化。初始温度226℃，Pb初始成分5%；
时间步长：0.05s，最大迭代步数60步，计算400s；
在操作条件中，设置了操作密度和操作温度（同初始温度）；

以上是Fluent中全部设置过程，在计算400s后模拟结果与文献中结果相差甚远。
溶质Pb分布云图在计算236s左右，分布发生突变：

请问使用Fluent模拟凝固过程组分传输现象，是否必须使用UDF或UDS文件呢？
是否因为我设置出现错误，麻烦大家指出问题，也欢迎一起交流讨论。

[gsky0809]

顶一下！！

[李东岳]

好像做这个方向的人非常少

[gsky0809]

@李东岳 嗯嗯 是的啊