剥离模型参考

边缘液膜剥离可对液膜溢出锐边时从液膜中喷射的液滴进行建模。波液膜剥离可对因波引发的不稳定性而从液膜喷射出的液滴进行建模。

1. 剥离模型参考
理论 请参见边缘剥离波剥离
提供方式 [相间相互作用] > 模型 > 可选模型
节点路径示例 连续体 > 物理 1 > 模型 > 多相流相互作用 > 相间相互作用 > [相间相互作用] > 模型 > 剥离
要求

在激活液膜模型的情况下,执行欧拉多相流 (EMP)、拉格朗日多相流、混合多相流 (MMP) 或离散多相流 (DMP) 模拟。使用液膜相定义相间相互作用并指定适当的相互作用相。

时间模型可以是隐式非稳态,也可以是稳态。隐式非稳态模拟以及大多数稳态模拟均支持波状剥离和边缘剥离。稳态模拟的例外情况是不支持在欧拉多相流 (EMP) 模拟中对欧拉相的波状剥离。剥离到拉格朗日相时,PISO 非稳态模拟还支持波状剥离和边缘剥离。

一个液膜相只能具备一个边缘剥离相间相互作用和一个波剥离相间相互作用。

属性 关键属性:剥离选项剥离源平滑扫掠摩擦速度比例因子

请参见剥离模型属性

激活 模型控制(子节点)

边缘剥离

请参见边缘剥离模型属性

波剥离

请参见波剥离模型属性

场函数 请参见液膜剥离场函数

剥离模型属性

剥离选项

指定要激活的剥离模型:

方法 对应方法节点

边缘剥离

边缘剥离

请参见边缘剥离模型属性

波剥离

波剥离

请参见波剥离模型属性

边缘和波状剥离

边缘剥离

波剥离

请参见边缘剥离模型属性波剥离模型属性

剥离源平滑扫掠

仅适用于欧拉多相流 (EMP) 模拟。

如果液膜的尺寸比壁面旁的单元尺寸厚,则从液膜剥离的质量可以完全填充相邻单元。这是不稳定的潜在原因。剥离源平滑扫掠用于将源扩散到相邻单元上,以缓解这些不稳定。扫掠值是质量分布区域的指示器。

平滑扫掠值 0 指示剥离的总质量将添加到发生剥离的单元。扫掠值 n 指示源将分布在相邻单元的 n 层上。此属性的默认值为 2,并且仅可接受正值。平滑源的总和将等于原始质量。

摩擦速度比例因子

根据经验将剪切速度与自由流速关联的常数([eqnlink] 中的 ) ( K * , Eqn. (2756).默认设置为 10.0。

此属性仅适用于欧拉多相流 (EMP)。对于拉格朗日多相流、混合多相流 (MMP) 和离散多相流 (DMP) 波状剥离,改为使用气体速度比例缩放因子属性。

边缘剥离模型属性

在离散多相边缘剥离中,将在离散相中指定液滴直径,但不会进行计算。与液滴大小计算相关的属性仅适用于拉格朗日多相边缘剥离。

最小棱角

定义要应用边缘液膜剥离模型的最小锐边角。此角度可用于定义导致剥离的边以及因网格离散而产生的边。

此属性适用于欧拉多相流 (EMP)、拉格朗日多相流、混合多相流 (MMP) 和离散多相流 (DMP) 边缘剥离。

q

Rosin-Rammler 液滴大小分布中使用的形状因子(请参见 Eqn. (2767))。降低 q 值会生成统计上更小的液滴。

此属性仅适用于拉格朗日多相边缘剥离。

临界 FR

力比 ,必须超出该值才能启动边缘剥离。FR该值实质上是液膜动量通量与表面张力和重力之比,并用于 Eqn. (2757)Eqn. (2763)。减小临界力比会提高边缘剥离的概率。

此属性适用于拉格朗日多相流、混合多相流 (MMP) 和离散多相流 (DMP) 边缘剥离。

c1

液滴直径比例因子,用于按比例缩放父液滴大小(请参见 Eqn. (2764))。降低此值会减小液滴大小。

此属性仅适用于拉格朗日多相边缘剥离。

限制父液滴直径

指定是否限制最大父液滴直径。

此属性仅适用于拉格朗日多相边缘剥离。

最大直径

设置最大父液滴直径。仅当激活限制父液滴直径属性时,才会应用此限制。

此属性仅适用于拉格朗日多相边缘剥离。

随机化液滴直径

指定是否计算或随机化液滴直径。随机化液滴直径使用 Rosin-Rammler 尺寸分布(请参见 Eqn. (2767))。计算的液滴直径是尺寸分布的平均值(请参见 Eqn. (2769))。

此属性仅适用于拉格朗日多相边缘剥离。

波剥离模型属性

波剥离模型假设正弦扰动扰乱平液膜表面,且最不稳定的波长呈线性增长。在某些情况下,并不会满足这些假设:例如,当液膜从水平表面或顶板下方滴落时。

考虑以下示例:顶板上聚集了“悬挂液膜”的情况。可非常直观地预期剥离速度随着液膜厚度增加而加快,最终达到一定的平衡厚度。



要获得正确的结果,可以使用验证研究来调整模型。可以设置以下参数:

  • c H 用于控制发生剥离时的厚度阈值
  • c D 用于控制剥离产生的液滴的大小
  • c B 用于控制液膜质量的剥离速率
cH

启动剥离的最小液膜厚度的系数([eqnlink] 中的 )。 c H Eqn. (2750)默认设置为 1.0。减小此值将在较小的液膜厚度阈值情况下发生波剥离。

此属性仅适用于拉格朗日多相流、混合多相流 (MMP) 和离散多相流 (DMP) 波状剥离。

cD

液滴直径系数([eqnlink] 中的 )。 c D Eqn. (2752)默认设置为 3.78。增大此数值会生成更大的颗粒(但剥离的总质量保持不变)。

此属性仅适用于欧拉多相流 (EMP) 和拉格朗日多相流波状剥离。在离散多相流 (DMP) 波状剥离中,将在离散相中指定液滴直径,而不会进行计算。

cB

破碎率比例缩放系数([eqnlink] 中的 )。 c B Eqn. (2754)默认设置为 1.0。增大此数值将提高波剥离的速率(每个时间步生成更多颗粒)。

此属性适用于欧拉多相流 (EMP)、拉格朗日多相流、混合多相流 (MMP) 和离散多相流 (DMP) 波状剥离。

气体速度比例因子

根据经验将剪切速度与自由流速关联的常数([eqnlink] 中的 )。 K * , Eqn. (2756)默认设置为 10.0。

此属性仅适用于拉格朗日多相流、混合多相流 (MMP) 和离散多相流 (DMP) 波状剥离。对于欧拉多相流 (EMP) 波状剥离,改为使用摩擦速度比例缩放因子参考值。

最小颗粒直径

设置液膜-拉格朗日相间相互作用模拟中波剥离的最小允许颗粒直径。最小颗粒直径 D min 用于将共振波长计算为 λ min = D min c D 3 4 ( 1 1.89 ) 3 .

直径小于 D min 的颗粒不会从液膜相剥离,并且这些颗粒将停用波剥离。

可以通过恒定标量分布(默认值 1E-8m)或使用标量场函数来定义最小颗粒直径。

液膜剥离场函数

在液膜-EMP 相间相互作用中激活边缘剥离时可用:

[相间相互作用] 的液膜-EMP 边缘剥离连续源
从液膜中提取质量的速率,以 kg/s 为单位。
[相间相互作用] 的液膜-EMP 边缘剥离动量源
力(以牛顿为单位),对应于通过边缘剥离模型计算得出的质量提取率(上述)。

在液膜-EMP 相间相互作用中激活波状剥离时可用。

[相间相互作用] 的液膜-EMP 波剥离连续源
从液膜中提取质量的速率,以 kg/s 为单位。
[相间相互作用] 的液膜-EMP 波剥离动量源
力(以牛顿为单位),对应于通过波剥离模型计算得出的质量提取率(上述)。

在液膜-MMP 相间相互作用中激活边缘剥离时可用:

[相间相互作用] 的液膜-MMP 边缘剥离连续源
从液膜中提取质量的速率,以 kg/s 为单位。

在液膜-MMP 相间相互作用中激活波状剥离时可用:

[相间相互作用] 的液膜-MMP 波剥离连续源
从液膜中提取质量的速率,以 kg/s 为单位。

激活液膜分离流求解器的保留临时储存专家属性后,可以使用以下场函数。它们可用于查看是否发生任何剥离以及剥离的速度。

液膜波剥离最小厚度
允许剥离的最小厚度,[eqnlink] 中的 。 h min Eqn. (2750)
液膜波剥离时间尺度
波剥离的时间尺度([eqnlink] 中的 t b ),其中液膜厚度超过 Eqn. (2753) h min

当为 Film-MMP 或 Film-EMP 相间相互作用激活分离能量求解器的保留临时储存专家属性时可用。这些场函数用于查看剥离能量传递率。

[相间相互作用]的液膜边缘剥离能量传递率
液膜和离散液体之间传递的功率(以 kg W 表示),对应于质量提取率(由边缘剥离连续性源乘以液膜焓计算得出)。
[相间相互作用]的液膜波剥离能量传递率
液膜和离散液体之间传递的功率(以 kg W 表示),对应于质量提取率(由波剥离连续性源乘以液膜焓计算得出)。