混合多相：喷泉

在 Simcenter STAR-CCM+ 建模中，术语混合多相指的是使用多个不同多相模型的组合对相材料的多流态流体建模。此建模功能拓宽了用户可以模拟的真实多相流的范围。

在混合多相模拟中，每个多相模型涵盖特定的流态。相材料在流态之间的转换可通过相间相互作用进行处理，并考虑局部流体条件和网格单元尺寸。此类建模适用于各种应用，例如车辆水管理（挡风玻璃雨刮器、侧后视镜）、电机中的喷油冷却或多相泵。

在本教程中，用户可模拟开放环境中的简单喷泉流动。以下屏幕截图显示了模拟中展示的几何和不同的流态：

自由表面水射流以 5 m/s 的速度从圆柱喷泉几何进入空气，从而在水和空气之间形成大规模交界面。射流的一次破碎会产生较大的连续水滴和带状液膜。可使用流体域体积 (VOF) 模型对这两种流态进行建模。

大水滴和带状液膜（也称为 VOF 液斑）可破碎成较小的水滴。当较小的球形水滴的直径低于特定阈值（此处为 5 mm）时，就会转换为拉格朗日液滴，可使用拉格朗日多相模型跟踪其路径。VOF 到拉格朗日的转换由解析的欧拉-拉格朗日转换相间相互作用模型处理。当拉格朗日水滴和 VOF 液斑在底面碰撞时，会形成可积聚成水池的薄膜水坑。该薄水膜可通过液膜模型（非求解方式）或 VOF 模型（求解方式）进行建模。根据体积分数和网格单元尺寸，已求解液膜相间相互作用模型可确定具体采用哪种方法。

可采用自适应网格细化 (AMR) 沿无水-空气自由表面对网格进行局部细化。VOF 液斑转换为拉格朗日液滴后，AMR 会粗糙化网格。

本教程将重点介绍设置混合多相模拟的工作流。因此，可以创建一个动画，以显示所有已建模的流态。