空化模型参考
空化模型可用于模拟空化流体中的气泡增长和塌陷。
当空化气泡塌陷时,它们会将大量的能量释放到相对较小的体积中。塌陷气泡会生成高温点并发射冲击波作为噪声源。塌陷气泡可能导致与空化区域接触的固体表面强烈侵蚀。
空化是一个复杂的过程,它受许多因素的影响,例如,流体静压、饱和温度和压力、表面张力、粘度、密度、导热率、流体速度和空化种子分布。
空化流体通常视为等温。但是,如果热传递变得非常重要,则空化可视为与沸腾行为类似。要对此情景建模,指定为正确支持空化而释放或消耗的潜热。
模型名称 | 完整 Rayleigh-Plesset | ||
多组分完整 Rayleigh-Plesset | |||
Schnerr-Sauer | |||
多组分 Schnerr-Sauer | |||
理论 | 请参见空化和气溶解。 | ||
提供方式 | |||
节点路径示例 | |||
要求 |
定义了适当液相和相应蒸汽相的 VOF 多相模拟。液相和蒸汽相必须均为单组分材料或多组分材料。 将主相和次相分别设为液相和蒸汽相的 VOF-VOF 相间相互作用。 在相间相互作用模型选择对话框中:
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属性 | 连接 气泡径向速度 URF 请参见空化模型系列属性。 |
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激活 | 模型控制(子节点) |
平衡系数 正比例缩放因子 负比例缩放因子 请参见空化模型子节点。 |
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材料 |
相间相互作用材料属性: 种子密度 种子直径 表面张力 相材料属性: 饱和压力(仅适用于液相) 请参见空化模型材料属性。 |
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场函数 |
Cavitation Rate of <phase interaction> (<相间相互作用> 的空化率) 请参见场函数。 |
空化模型系列属性
- 连接
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将液相中的组分映射到气相中的对应组分。对于多组分相,选择对应于每个液体组分的气体组分。对于空化模型,可以忽略液体混合物的溶解气体组分。
仅适用于多组分相。
- 气泡径向速度 URF
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用于气泡径向速度更新的亚松弛因子。
仅适用于完整 Rayleigh-Plesset 模型和多组分完整 Rayleigh-Plesset 模型。
空化模型子节点
- 平衡系数
- 指定为每对液体-气体组分得出平衡系数的方法。默认情况下,将使用 Raoult 定律,因为当该组分占据液体混合物的大部分时,此选项适用。
仅适用于多组分相。
- 正比例缩放因子
- 对正气泡增长率进行比例缩放(请参见 Eqn. (2692))。将比例缩放值指定为常数或场函数。
仅适用于 Schnerr-Sauer 模型和多组分 Schnerr-Sauer 模型。
- 负比例缩放因子
- 对负气泡增长率进行比例缩放(请参见 Eqn. (2692))。将比例缩放值指定为常数或场函数。
仅适用于 Schnerr-Sauer 模型和多组分 Schnerr-Sauer 模型。
空化模型材料属性
相间相互作用材料属性:
- 种子密度
- 种子密度(Eqn. (2691) 中的 )是液体相关常数,定义为每单位液体体积的气泡种子数。
- 种子直径
- 平均种子直径 (2 ) 用于近似液体中的光谱种子分布(请参见 Eqn. (2690))。
- 表面张力
- 每个相间相互作用均分配有自己的表面张力系数(Eqn. (2695) 中的 )。此系数用于计算相间相互作用中每个已定义相之间的表面张力。
此属性仅适用于完整 Rayleigh-Plesset 模型和多组分完整 Rayleigh-Plesset 模型。在 Schnerr-Sauer 模型中,将忽略表面张力效应。
相材料属性:
激活空化模型后,在 [相] > 模型 > [材料(例如,多组分液体)或组分(例如,液体组分 > H2O)] > 材料属性下设置。
- 饱和压力
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每个蒸汽组分与对应的液体组分平衡时的压力。每个液体组分都需要此值。
饱和压力 为关键材料属性,对于 Rayleigh-Plesset 模型必不可少(请参见 Eqn. (2695) 和 Eqn. (2697))。
场函数
在分离体积分数求解器上设置保留临时储存标志后,可以使用以下场函数。
- Cavitation Rate of [phase interaction] ([相间相互作用] 的空化率)
- 体积蒸发率:每秒每立方米生成的蒸汽量(以立方米为单位)。