定义相间相互作用

您要求相间相互作用描述不同的相(水和空气)如何彼此相互影响。水膜与空气之间交界面的形状和位置很大程度上受到表面张力效应的影响。

对于这种混合的 VOF-液膜模拟,水膜被定义为具有相同材料属性的欧拉(VOF)相和液膜相。因此,您要求两种不同的相间相互作用都激活表面张力,以描述水膜与空气之间的相互依赖性:

  • 空气 VOF 相与水液膜相之间的液膜-VOF 相间相互作用

  • 空气 VOF 相与水 VOF 相之间的 VOF-VOF 相间相互作用

要根据网格分辨率为水液膜相到水 VOF 相的转换建模,需要第三种相间相互作用:

  • 水液膜相与水 VOF 相之间的液膜-VOF 相间相互作用。这种相间相互作用调用已求解液膜模型。

    已求解液膜模型自动使用最合适的模型(液膜或 VOF)。在以下区域中使用液膜模型:具有液膜;其中数值网格不够精细,无法使用 VOF 模型对相的流动和分布进行求解。当液膜变厚时,或当液膜进入具有更精细网格的区域时,使用 VOF 模型可对该液膜的流体进行建模。同样,如果 VOF 液相进入具有粗糙网格的区域,或者如果液膜厚度变小,则使用液膜模型对液体流进行建模。

要定义相间相互作用:

创建空气WaterFilm 相之间的液膜-VOF 相间相互作用。
  1. 物理 1 连续体中,右键单击模型 > 多相流相互作用 > 相间相互作用节点,然后选择新建 > 空气 > WaterFilm(水膜)
  2. 相间相互作用 1 节点重命名为液膜表面张力
  3. 对于液膜表面张力相间相互作用,打开液膜表面张力模型选择对话框,在可选模型组合框中,选择表面张力

    将自动选择多相材料模型。

  4. 单击关闭
最小液膜厚度 1.0E-5 m 和空气-水交界面默认表面张力值 0.072 N/m 对于此模拟是适当的。
  1. 编辑液膜表面张力 > 模型节点,然后设置以下属性:
    节点 属性 设置
    多相材料 > 材料属性 > 表面张力 > 常数 0.072 N/m
    表面张力 最小液膜厚度 1.0E-5 m

创建空气之间的 VOF-VOF 相间相互作用。创建此类型的相间相互作用时,首先选择主相,然后选择次相。

  1. 右键单击模型 > 多相流相互作用 > 相间相互作用节点,然后选择新建 > > 空气
  2. 相间相互作用 1 节点重命名为 VOF 水表面张力
  3. 对于 VOF 水表面张力相间相互作用,打开 VOF 水表面张力模型选择对话框,在可选模型组合框内,选择表面张力

    将自动选择多相材料模型。

  4. 单击关闭
对于这两种相间相互作用,空气-水交界面的表面张力必须设置为相同的值。
  1. 选择 VOF 水表面张力 > 模型 > 多相材料 > 材料属性 > 表面张力 > 常数节点,然后将设为 0.072 N/m
创建WaterFilm 相之间的液膜-VOF 相间相互作用。
  1. 右键单击模型 > 多相流相互作用 > 相间相互作用节点,然后选择新建 > > WaterFilm(水膜)
  2. 相间相互作用 1 节点重命名为已求解液膜
  3. 重新打开已求解液膜模型选择对话框,然后在可选模型组合框中选择已求解液膜
  4. 单击关闭

    相间相互作用节点显示如下:



  5. 保存模拟。