液膜

固体边界上存在薄液膜的问题在工程实践中很常见。示例包括汽车发动机、燃气轮机、喷雾冷却系统和喷墨打印机的内表面上的液膜。

根据条件，液膜和周围环境之间可能出现复杂的相互作用。这些相互作用需要进一步数学建模，以捕捉发展流的详细信息。Simcenter STAR-CCM+ 中的液膜模型可提供此类液膜行为的数学描述。可以使用液膜建模的物理过程示例包括重力驱动的流体、液膜交界面上的剪切力、用户自定义动量源项上的外力和蒸发冷却。

可通过不同方法形成和移除液膜：

• 可以在边界表面上指定液膜初始层的属性。
• 液膜可以来自液膜入口，并且可在出口处移除。
• 可以指定液膜质量源和液膜质量汇以形成或移除液膜。
• 可以在液滴冲击边界表面时形成液膜。对于此方法，可以使用拉格朗日多相模型和具有碰撞的液膜-拉格朗日相的相间相互作用模型为流体颗粒定义喷射器。还可以对离散欧拉相在表面上的碰撞（由此形成液膜）建模。

  此外，还可以对从液膜表面剥离的液滴（由于波引起的不稳定性或锐角边缘所致）建模。之后，将使用拉格朗日多相模型追踪通过此方式形成的液滴。

• 气体或气体组分在表面上凝结时可形成液膜。当液体从表面蒸发时可移除液膜。

  对于此方法，应定义液膜-VOF 相的相间相互作用（对于 VOF 多相模拟）或液膜-物理连续体相互作用（对于所有其他模拟）以及液膜蒸发和冷凝模型。将提供液膜沸腾模型作为液膜蒸发和冷凝模型的扩展。

可以对液膜融化与凝固建模。Simcenter STAR-CCM+ 还支持多组分液膜模型：可以对液膜内不同组分分量的混合物进行建模。也可以模拟液膜内的反应（请参见反应组分输运工作流）；或者模拟液膜与周围气相之间的反应（请参见相间工作流：液膜）。还可以捕捉由电化学反应引起的液膜中的二次电流分布。

虽然液膜通常由一个或多个液体组分构成，但是也可以包含固体组分。任何固体组分都建模为悬浮在流体中的颗粒，即一种通常称为“浆料”的混合物。液膜浆料的应用示例包括翼面结冰（在这种情况下，碰撞液滴一部分是液态水，一部分是固态冰）和液滴接触加热壁面的喷雾干燥技术。

壳区域

不会直接在常规 Simcenter STAR-CCM+ 区域内对液膜进行建模。相反，Simcenter STAR-CCM+ 使用创建的壳区域作为液膜从中流动的空间。

壳区域是空间中的表面域。该区域实际上为二维区域，只具备一个网格单元的厚度，并且其边界为边。可以通过现有区域边界创建壳区域。

使用交界面将一个壳区域连结到一个区域或另一个壳区域。当创建壳区域时，将在原始流体区域与壳区域之间的边界（选择用于创建壳区域）处自动创建交界面。

如果预计液膜流经多个壳区域，这些壳区域之间必须存在交界面。将通过属于不同区域的边界创建这些不同的壳区域。同样地，如果已经在区域内单独创建壳区域，则在这些壳区域之间手动创建交界面。

Simcenter STAR-CCM+ 支持为液膜模拟使用运动和移动参考坐标系。