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各位朋友，大家好！本期视频课程的主题是：加热条件下的多孔介质两相流与相变（汽化）经典模型。首先说说这个模型的特色：（1）它描述的是多孔介质两相流；（2）通过加热使液态水汽化，形成两相流；（3）以两相混合状态描述流体流动，但各相态之间能够区分开；（4）能够描述流体流动与相变过程中系统热量的变化；（5）以PDE建模为主。实际上这个模型属于多孔介质领域的经典模型，能够应用到各行各业。本次也是在经典SCI文献基础上推出的这款模型。

该模型几何上呈矩形，长0.1m，高0.02m，域内为多孔介质，初始温度为22℃，初始孔压为零。顶部边界隔热、防渗，底部在0.04-0.06m范围内给定热通量，100 kw/m^2，向内加热。模型左侧边界持续注入液态水，注入速率为0.2mm/s，同时，施加22℃的恒温边界。模型右侧边界为开放边界，流体和热量自由流出。采用瞬态计算，持续1000s，计算域内液态水的汽化过程，气液两相流过程，液态水饱和度变化，以及域内温度的变化。

两相流体流动采用混合模型，通过质量守恒方程并结合达西定律，控制两相流动。同时考虑非饱和渗流。关于控制热量场的能量方程，采用焓H作为方程的主控变量，而非温度T。因为在水汽相变过程中，当热量达到沸点，又不是特别高的时候，随着热量的增加，温度是保持沸点温度不变的。因此以单位体积焓H作为主变量。考虑了热对流和热扩散过程，其中热对流受流体流动的影响。

另外，这个模型非常关键且复杂的是温度T和饱和度s与焓H之间的关系。这里需要针对水的状态进行分阶段建立函数关系。这里面分了三个阶段：（1）液态水阶段；（2）水汽混合阶段；（3）完全汽化阶段。热量在这三个阶段中逐级递增。

还需要说明一点的是，这个模型假设固体、液体、气体处于热平衡状态，也即T=Ts=Tl=Tv。当然，这个模型目前来说，还存在一些局限性，主要体现在第三阶段的完全汽化过程。从目前的模拟结果来看，比较难实现完全汽化现象。当然，我们也在一直针对这个问题，持续研究与优化。
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• 1 课程与模型介绍 09分52秒
• 2 文献解读 24分34秒
• 3 控制方程详解一 22分07秒
• 4 控制方程详解二 17分38秒
• 5 Comsol模型详解 48分46秒
• 6 关于重力项的说明 07分26秒
• 7 Step by step操作建模 35分39秒
• 8 几点补充说明 28分16秒