表面张力模型参考

在一对给定流体之间，始终存在表面张力。其幅值取决于接触流体的性质和温度。通过实验确定的表面张力系数表示流体可以混合的容易程度。 $σ$ 在多相模拟中，将向每个相间相互作用分配其自己的表面张力，表面张力系数用于计算所有相间的力。

混合多相 (MMP) 模拟中的表面张力模型基于连续体表面力 (CSF) 方法，该方法适用于存在大交界面且正确定义的区域。因此，要标识大尺度交界面并将力评估限制为检测到的交界面，在 MMP 中对表面张力进行建模时，需要自适应交界面锐化 (ADIS) 对流方案。

表 1. 表面张力模型参考
理论	请参见表面张力
提供方式	[相间相互作用] > 模型 > 可选模型
节点路径示例	[相间相互作用] > 模型 > 表面张力
要求	物理连续体选择：材料：多相（自动激活：多相相互作用多相流模型：混合多相 (MMP)（自动激活：分离流、梯度。）相间相互作用为必需。为了符合接触角值的通常约定，主相应为液相。相间相互作用选择：可选模型：表面张力需要体积分数对流的自适应交界面锐化 (ADIS) 方案。
属性	关键属性包括：Marangoni 对流，接触角磁滞，半隐式表面张力。请参见表面张力属性。
激活	材料	请参见材料和方法。
	边界输入	请参见边界设置。
	场函数	请参见场函数。

表面张力属性

Marangoni 对流

当浓度或温度梯度跨交界面存在时，Marangoni 对流沿自由表面发展。这些梯度导致表面张力系数跨自由表面发生变化。

如果表面张力系数的空间变化很小，则可以忽略这些效应。如果为相间相互作用设置了常数表面张力系数，则激活此属性没有效果。

激活时，此属性在表面张力系数中包括空间变化效应。将考虑切向表面张力 Eqn. (2931)。

接触角磁滞

激活时，此属性可用于为前进和撤回接触角指定不同的值。此特征可用于对处于固定状态的液滴进行建模。例如，倾斜表面上处于气流剪切作用下的水滴，表面张力、重力和剪切力处于平衡状态，因此不存在净液滴运动。

将前进接触角和撤回接触角指定为各自边界的相间相互作用属性。可以使用准动态方法和 Kistler 方法。这些方法的区别在于，前进接触角和撤回接触角如何根据非零接触线速度或毛细管数而变化。

半隐式表面张力

激活时，额外稳定性项将添加到动量方程。请参见半隐式表面张力的稳定性项中的 Eqn. (2934)。

此设置适用于表面张力为主导物理机制的情况。

应用于相间相互作用。

表面张力: 为相间相互作用指定表面张力系数（Eqn. (2925) 中的）。 $σ$ 此系数用于计算相间相互作用中每个已定义相之间的表面张力。它作为标量分布输入。

对于壁面边界，在相条件 > 表面张力 > 物理值下：

接触角

如果未激活接触角磁滞（默认设置），可使用以下方法：

方法	对应值节点
混合 Kistler 使用 Kistler 方法来定义动态接触角。在指定的平衡毛细管数范围内，动态接触角与平衡接触角相混合。请参见混合 Kistler 相关性。	混合 Kistler 设置下列属性：平衡接触角此值为 Eqn. (2618) 中的。 $θ_{e}$ 平衡毛细管数平衡毛细管数的范围。当执行动态接触角的加权平均时使用此范围。此值为 Eqn. (2619) 中的。 ${C a}_{e q}$ 前进/撤回设置下列属性：前进接触角当毛细管数为正时，此值为 Eqn. (2616) 中的。 $θ_{s}$ 撤回接触角当毛细管数为负时，此值为 Eqn. (2616) 中的。 $θ_{s}$
常数场函数表用户程序	使用选定方法来定义接触角。可以在用户场函数定义中使用 Capillary Number(毛细管数) 场函数指定自己的用户自定义动态接触角相关性。

方法

对应值节点

混合 Kistler

使用 Kistler 方法来定义动态接触角。在指定的平衡毛细管数范围内，动态接触角与平衡接触角相混合。

混合 Kistler

设置下列属性：

前进/撤回

设置下列属性：

常数

场函数

表

用户程序

使用选定方法来定义接触角。

可以在用户场函数定义中使用 Capillary Number(毛细管数) 场函数指定自己的用户自定义动态接触角相关性。

如果已激活接触角磁滞，可使用以下方法：

方法	对应值节点
Kistler 使用 Kistler 方法来定义动态接触角。前进接触角和撤回接触角取决于毛细管数：提高前进接触线速度则前进接触角增大，提高撤回接触线速度则撤回接触角减小。请参见 Kistler 相关性。	Kistler 无属性。前进/撤回同上。
准动态与 Kistler 方法类似（如上所示），但为前进边和撤回边使用了恒定接触角。前进接触角和撤回接触角不取决于毛细管数。如果计算的接触角大于前进角或小于撤回角，则使用指定的前进角或撤回角。	准动态无属性。前进/撤回同上。

在相间相互作用中激活了表面张力模型后，以下场函数可用于模拟。

Capillary Number of [phase interaction]([相间相互作用] 的毛细管数): 此标量场函数在壁面边界处定义，可在用户场函数定义中使用，以指定用户自定义的动态接触角校正。
Computed Contact Angle of [phase interaction]([相间相互作用] 的计算接触角): 壁面边界处的一对相的接触角。此角度根据自由表面与壁面形成的角度计算而来。自由表面本身由体积分数场提供。
Contact Angle of [phase interaction]([相间相互作用] 的接触角): 表面张力接触角。此标量场函数在壁面边界处定义。
[相间相互作用]的表面张力: 单位体积力的表面张力矢量。此场函数在流体对交界面定义。

方法	对应值节点
Kistler 使用 Kistler 方法来定义动态接触角。前进接触角和撤回接触角取决于毛细管数：提高前进接触线速度则前进接触角增大，提高撤回接触线速度则撤回接触角减小。请参见 Kistler 相关性。	Kistler 无属性。前进/撤回同上。
准动态与 Kistler 方法类似（如上所示），但为前进边和撤回边使用了恒定接触角。前进接触角和撤回接触角不取决于毛细管数。如果计算的接触角大于前进角或小于撤回角，则使用指定的前进角或撤回角。	准动态无属性。前进/撤回同上。