设置物理

由于此模拟涉及实时移动部件,因此选择了隐式非稳态求解器。将涂料和空气混合物作为应用流体体积 (VOF) 模型的多相流体进行求解。

在物理连续体中,可选择自适应网格模型,然后激活自由表面网格细化和重叠网格细化。此外,还可以根据 VOF 波模型创建平波,并使用其场函数初始化 VOF 相。

要选择物理模型:

  1. 对于物理连续体连续体 > 物理 1,按顺序选择下列模型:

    组合框

    模型

    空间

    三维

    时间

    隐式非稳态

    材料

    多相

    多相交互作用(自动选择)

    流体体积 (VOF)

    分离流(自动选择)

    梯度(自动选择)

    粘滞态

    湍流

    雷诺平均纳维-斯托克斯(自动选择)

    K-Epsilon 湍流

    可实现的 K-Epsilon 两层模型(自动选择)

    壁面距离(自动选择)

    两层全 y+ 壁面处理(自动选择)

    可选模型

    重力

    自适应网格

    VOF 波

    VOF 波区距离(自动选择)

  2. 单击关闭
  3. 要指定模型驱动的自适应网格准则:
    1. 右键单击物理 1 > 模型 > 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
    2. 右键单击自适应网格准则节点,然后选择新建 > 重叠网格细化
    3. 使用两个细化准则的默认设置。
  4. 要添加两个欧拉相:
    1. 右键单击多相 > 节点并选择新建
    2. 右键单击相 1 > 模型节点,然后选择选择模型...
    3. 按顺序选择以下模型:

      组合框

      模型

      材料

      液体

      状态方程

      恒密度

    4. 单击关闭
    5. 相 1 重命名为 Paint(涂料)
    6. 右键单击多相 > 节点并选择新建
    7. 右键单击相 1 > 模型节点,然后选择选择模型...
    8. 按顺序选择以下模型:

      组合框

      模型

      材料

      气体

      状态方程

      恒密度

    9. 单击关闭
    10. 相 1 节点重命名为空气
    选择液体材料时,H2O 的材料属性设为默认值。为了简化教程设置,保留水的材料属性。在逼真的涂料浸渍模拟中,应在物理连续体中应用正确的涂料材料属性。
  5. 要创建 VOF 平波:
    1. 右键单击VOF 波 > 节点,然后选择新建 >
    2. 选择 VOF 平波 1 节点,然后将水位上的点设为 [0,0,-1.92]m
    此时将获得以下场函数以用作初始化和边界条件设置:
    • VOF 波 > VOF 平波 1 > VOF 平波 1 的重流体静压力
    • VOF 波 > VOF 平波 1 > VOF 平波 1 的重流体体积分数
    • VOF 波 > VOF 平波 1 > VOF 平波 1 的轻流体体积分数
    • VOF 波 > VOF 平波 1 > VOF 平波 1 速度
  6. 要设置初始条件,在物理 1 连续体内,编辑初始条件节点,并设置以下属性:
    节点 属性 设置
    固体应力压力 方法 场函数
    标量函数 VOF 波 > VOF 平波 1 > VOF 平波 1 的重流体静压力
    速度 方法 场函数
    矢量函数 VOF 波 > VOF 平波 1 > VOF 平波 1 速度
    体积分数 方法 复合
    复合 > 涂料 方法 场函数
    标量函数 VOF 波 > VOF 平波 1 > VOF 平波 1 的重流体体积分数
    复合 > 空气 方法 场函数
    标量函数 VOF 波 > VOF 平波 1 > VOF 平波 1 的轻流体体积分数
    在模拟开始时,浸渍罐填充涂料至深度 2.08m。


  7. 要在压力出口上设置正确的体积分数条件:
    1. 展开区域 > 背景 > 边界节点,然后同时选择顶部节点。
    2. 右键单击其中某个节点,并选择编辑
    3. 对于物理值 > 体积分数,将设为 [0,1]
      体积分数值 [0,1] 表示当回流时,只有空气才能通过压力出口进入计算域。
  8. 保存模拟。