自由表面模型参考

使用自由表面模型，可以模拟粘性液体表面上的移动和形状变化。单相流和多相流均支持此模型。


提供方式	[物理连续体] > 模型 > 可选模型
节点路径示例	连续体 > 物理 1 > 模型 > 自由表面
要求	空间：三维流体: 粘性流
属性	请参见自由表面属性。
激活	边界输入	请参见自由表面边界设置。
	区域输入	物理条件 > Alignment Option(对齐选项)。请参见自由表面区域设置。
	求解器	网格变形
	场函数	边界位移 Grid Flux(网格通量) Grid Displacement(网格位移) 变形位移 SavedCoord(已保存的坐标)
	运动	变形

自由表面属性

拉伸方向: 指定粘性流移动所沿的轴：X、Y 或 Z。默认值为 Z。
运动条件: 根据速度方向定位边界。线将约束网格单元边和拉伸方向，使其与边界上的速度矢量对齐。宽松的表面设置仅约束网格单元面，使其与速度矢量平行。默认值为线。请参见运动条件。
限制 X
限制 Y
限制 Z: 当上述任一属性打开时，会将给定方向上的速度矢量积分设为零。当给定方向上没有对称平面时，可使用这些属性。默认值为关闭。
限制扭矩: 在某些情况下（例如，应用周期边界条件、但不应用对称边界条件时），自由表面具有绕拉伸轴的旋转自由度。此旋转自由度可能会导致自由表面出现任意大旋转，引发负体积错误。此属性打开时，将约束此旋转。默认值为关闭。
松弛自由表面: 此属性打开时，Simcenter STAR-CCM+ 将逐渐引入运动条件。如果固定域模型收敛、但自由表面模型不收敛，则可使用此属性找出自由表面拓扑问题。默认情况下，此属性处于关闭状态。
拉伸力矩: 当任一限制属性打开时，此属性将指定拉伸方向上设为零的力矩数。属性值越大，拉伸部分刚度越大。大于 5 的值很少使用。默认值为 3。
横向-FS 稳定性: 用于消除因线运动条件而导致的不规则的数字稳定性项。默认值为 0.01。

除对称平面以外的所有边界类型

变形指定

控制如何执行边界变形。有关更多信息，请参见变形边界条件参考。选择自由表面模型时将会激活。对于某些边界，下列方法只有一部分可用。

方法	对应的物理值节点
固定	变形薄化因子
约束添加以下节点：变形约束条件指定变形平面约束条件指定拖曳	变形平面选项
位移添加变形位移指定节点。	变形薄化因子
浮动	无

拉力

对于拉伸模拟，控制垂直于拉伸方向的边界处的拖曳速度。[边界] > 物理条件 > 变形指定设为约束时变为可用。请参见拖曳。

方法	对应的物理值节点
无拖曳自由表面出口未应用力。	无。
拖曳速度在自由表面末端应用牵引速度。	拖曳速度使用选定的方法设置牵引速度。
已对齐出口对出口边界上的速度矢量的切向分量施加零 Dirichlet 条件，但在法向设置零力（或拖曳）条件。	无。
法向速度在自由表面的末端施加牵引速度，并在出口的切向方向施加零拖曳。	拖曳速度使用选定的方法设置牵引速度。
开放边界根据上游值，在出口处的所有三个方向上施加拖曳。	无。

对称平面

自由流

表示自由表面模拟中挤出的外表面。该边界的位置通过任意-拉格朗日-欧拉 (ALE) 方法计算为解算方案的一部分。根据选定的变形设置，边界的节点由变形移动。请参见自由流。

自由表面选项

在物理连续体中选择自由表面模型和隐式非稳态时间模型时激活。确定用于约束拉伸体运动的方法。

选项可设置为以下内容：

应用于流体区域。

Alignment Option(对齐选项)

确定拉伸体网格单元的允许移动方向。

方法	对应的物理值节点
无拖曳自由表面出口未应用力。	无。
拖曳速度在自由表面末端应用牵引速度。	拖曳速度使用选定的方法设置牵引速度。
已对齐出口对出口边界上的速度矢量的切向分量施加零 Dirichlet 条件，但在法向设置零力（或拖曳）条件。	无。
法向速度在自由表面的末端施加牵引速度，并在出口的切向方向施加零拖曳。	拖曳速度使用选定的方法设置牵引速度。
开放边界根据上游值，在出口处的所有三个方向上施加拖曳。	无。