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。

1. 空化模型系列参考
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 [相间相互作用] > 模型 > 空化模型
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 > 完整 Rayleigh-Plesset
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。

相间相互作用模型选择对话框中:

  • 对于单组分相:
  • 空化模型完整 Rayleigh-PlessetSchnerr-Sauer
  • 对于多组分相:
  • 空化模型多组分完整 Rayleigh-Plesset多组分 Schnerr-Sauer
属性 连接

气泡径向速度 URF

请参见空化模型系列属性

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

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

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

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

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。 n 0
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))。 R 0
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 )。σ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

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)Eqn. (2697))。 p s a t

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)。