通过滑移速度建模锐化交界面

将滑移速度添加到 VOF 方法可改进建模假设,并且多相系统行为在未求解相之间的交界面的情况下更实际。在此类情况下,VOF 模型的行为与混合多相流 (MMP) 模型类似,可显著改善建模并恢复清晰的交界面。

VOF 多相模型基于相间交界面已求解的假设运行。在 Simcenter STAR-CCM+ 中,在交界面附近有三个网格单元:一个网格单元的特定相的体积分数等于 1,一个网格单元的相同相的体积分数为 0,一个网格单元介于另外两个网格单元之间,该相的体积分数值介于 0 和 1 之间。在交界面处接触的两个相以相同的速度移动,因此其运动用单速场来描述,VOF 模型的建模假设得以实现。

在某些情景下,不求解交界面,且不满足 VOF 模型的建模假设。出现这些情况的原因可能是初始或边界条件不合适,无法生成已求解(清晰)的交界面。或者,选定的时间和空间离散可能不足以求解交界面及其运动(例如,液滴必须至少使用 3x3x3 个网格单元进行求解,并且交界面在每时间步不能跨越多个网格单元)。未求解交界面时,VOF 模型的行为就像一个均匀混合物,在每个相以相同速度移动的相之间有一个弥散的交界面。

但是,通过包括相间滑移,Simcenter STAR-CCM+ 将对以不同速度移动的相产生的效应进行建模。滑移速度建模是混合混合多相流 (MMP) 模型中不可或缺的一部分。将滑移速度作为 VOF 方法的一部分包括,可改善建模假设,以恢复清晰的交界面。

有时,由于与基于拖曳滑移速度关联的非线性较强,模拟可能会变得不稳定,甚至发散。在此类情况下,为了获得稳定的结果,建议使用 Simcenter STAR-CCM+ 中的某一可用滑移速度限制器选项。

有关滑移速度建模的详细信息,请参见相滑移