将欧拉液滴过渡至拉格朗日颗粒

在欧拉相形成液滴的模拟中,可以将它们表示为拉格朗日颗粒,而不是解析的欧拉相。

将欧拉液滴转换为拉格朗日颗粒可能更高效,因为追踪解析的欧拉颗粒需要整个路径方向的精细网格,且与追踪拉格朗日颗粒相比计算成本要高,尤其当拉格朗日颗粒穿过较粗糙网格时。请参见已解析过渡

使用“已解析过渡”相间相互作用模型可识别新出现的液滴,并将它们自动过渡至等效质量拉格朗日颗粒。建议使用自适应网格细化 (AMR) 局部细化液滴相交界面或局部粗糙化网格,以追踪拉格朗日颗粒并进一步提高计算效率。

如果微液滴附着在边界,则它不会转换为拉格朗日颗粒。在这种情况下,液滴将继续表示为欧拉相,即使当液滴满足在欧拉-拉格朗日过渡准则节点下定义的所有准则时也是如此。

需要已激活拉格朗日多相模型的 VOF 或 MMP 多相模拟。

要将欧拉液滴解析为拉格朗日颗粒:

  1. 定义过渡欧拉相,然后将材料设为气体多组分气体液体多组分液体

    请参见定义欧拉相

  2. 定义拉格朗日相:
    1. 材料设为气体多组分气体液体多组分液体,与在欧拉相中一样。
    2. 颗粒类型设为材料颗粒
    3. 激活双向耦合模型。

    请参见拉格朗日相模型

  3. 创建欧拉-拉格朗日相间相互作用:
    1. 右键单击多相相互作用 > 相间相互作用节点,然后选择新建 > [相] > [拉格朗日相]
    2. 打开相间相互作用模型选择对话框,然后在可选模型组合框中激活已解析过渡
    3. 选择已解析过渡 > 欧拉-拉格朗日过渡准则节点,然后设置液滴直径准则液滴形状准则最小液滴体积分数准则过渡准则。
      液滴直径准则液滴形状准则最小液滴体积分数准则定义为默认值,可在不需要时将其移除。
    4. 如果要指定用户自定义准则,右键单击已解析过渡 > 欧拉-拉格朗日过渡准则节点,然后选择新的用户自定义准则
      使用用户自定义准则可设置局部液滴过渡准则,例如,对于每个网格单元或粒子束。

      已解析过渡模型通过检查定义的多个准则,确定哪些欧拉液滴过渡到拉格朗日粒子束。欧拉-拉格朗日过渡仅适用于满足所有准则的欧拉液滴。

  4. 创建体积剥离喷射器以喷射由已解析过渡生成的拉格朗日颗粒:
    1. 右键单击喷射器节点,然后选择新建
    2. 选择喷射器 > 喷射器 1 节点,然后设置以下属性:
      属性 设置
      拉格朗日相 转换拉格朗日相。
      类型 体积剥离喷射器
      输入 欧拉-拉格朗日过渡处于活动状态的区域。
  5. 要在网格单元中设置拉格朗日颗粒的最大体积分数,选择求解器 > 拉格朗日多相流 > 双向耦合节点,然后将最大体积分数设为适当的值。

    已解析过渡模型将在过渡后计算拉格朗日体积分数,如果计算得出的值未超过指定的最大体积分数,则液滴将转换为拉格朗日颗粒。如果计算得出的值超过指定的最大体积分数,则不会进行过渡,且欧拉液滴保持为解析的 VOF 或 MMP 相。

    有关更多信息,请参见双向耦合求解器

  6. 对于混合物多相 (MMP) 模拟,要激活自适应交界面锐化 (ADIS) 对流方案,选择 [物理连续体] > 混合物多相节点,然后将对流设为自适应交界面锐化 (ADIS)
    已解析过渡模型需要使用 ADIS 对流方案进行 MMP 模拟,才能保持欧拉相之间的锐化交界面。
  7. (可选)为防止拉格朗日体积分数超过指定的最大值,建议使用体网格单元集群源平滑。
    1. 选择双向耦合 > 体积源项平滑法节点,然后将方法设为网格单元集群
    2. 选择体积源项平滑法 > 网格单元集群 > 集群长度节点,然后设置适当的值。

      集群长度的适当值是转换长度尺度的两倍。使用此值时,从欧拉液滴过渡的预期最大拉格朗日体积分数约为 0.1。

  8. (可选)设置自由表面网格细化,或专为 VOF 多相模拟设计的 AMR 准则。

    此模型可以动态细化交界面和欧拉液滴附近的网格,同时在将欧拉液滴转换为 LMP 颗粒之后局部粗糙化网格。

    1. 打开物理模型选择对话框,然后在可选模型组合框中激活自适应网格模型。
    2. 右键单击自适应网格 > 自适应网格准则节点,然后选择新建 > 自由表面网格细化
  9. (可选)设置专为 MMP 多相模拟设计的 AMR 准则。

    对于具有已解析过渡的 MMP 模拟,可以使用用户自定义网格自适应捕捉欧拉相之间的交界面。这将根据用户指定的液滴相体积分数范围(例如 [0.001-0.999])细化网格,并在液滴转换为 LMP 液滴的区域粗糙化网格。

    1. 右键单击自适应网格 > 自适应网格准则节点,然后选择新建 > 用户自定义网格自适应
    2. 选择 [用户自定义网格自适应] > 自适应请求节点,然后将标量函数设为 [液滴相]的体积分数