混合多相与大尺度交界面:齿轮润滑
混合多相 (MMP) 模型适用于离散多相混合物建模,其中相混合由加权物理属性表示。可以将混合物的一组质量、动量和能量守恒方程进行求解,并求解相体积分数的传输方程。
大尺度交界面检测 (LSI) 模型可检测包含相间大交界面的网格单元组。通过使用大尺度交界面检测 (LSI) 模型,MMP 的功能不仅扩展到对混合物建模,还能对分层流体建模。这两种模型的组合也称为 MMP-LSI,可以捕捉不同的共存流区域,如自由表面流、离散液滴和离散气泡。MMP 相间相互作用不需要固定离散相和连续相。在计算域的某些部分,主相可以离散,在另一部分,次相可以离散。
MMP-LSI 可用于模拟蒸发器、石油管道或核应用等 CFL 数较高的多相应用,即允许在相交界面附近使用更大的时间步和更粗糙的网格,而不会影响工程物理量(例如扭矩)的结果精度。
本教程使用齿轮润滑案例演示设置 MMP-LSI 模拟的工作流。以下示意图显示了配置:
两个交联齿轮在油浸系统内高速反向旋转。模拟开始时,油相填充域的下半部分,空气相填充上半部分。两相是分离的。齿轮的快速旋转会产生油滴和气泡,一种混合物。
域是不包含流体边界的封闭系统。齿轮的运动是通过使用重叠网格进行解释的。齿轮与重叠背景网格边界交界。油和空气建模为不可压缩液体和气体。多相混合物使用 MMP-LSI 通过 ADIS 方案对清晰的交界面进行建模。
因此,油的体积分数将动态演示油-空气交界面的瞬态演变。结果将高亮显示域中相的流区域:在旋转齿轮的体力影响下形成的分层流和离散流。