定义多相流相间相互作用

使用多流态拓扑模型定义逆流中空气和水相之间的相互作用。

在具有分层两相流与分散的两相流结合的案例中,我们可以定义两相流的三个同存区域:

  • 第一区:气体分散在液体内的区域。

  • 中间区:气体和液体被大尺度界面分离的区域。

  • 第二区:液体分散在气体内的区域。

使用多相流相互作用模型时,可以定义这些水和空气相之间相互作用的流态。

本例中,相间相互作用类型为多流态拓扑。创建多流态相间相互作用时,首先选择主相,然后选择次相。选择次相时,还可以选择相间相互作用类型。在此模拟中,主相为,次相为空气

要定义相间相互作用:

  1. 物理 1 连续体中,右键单击模型 > 多相流相互作用 > 相间相互作用节点,然后选择新建 > > 空气(多流态)
  2. 相间相互作用 1 节点重命名为 Water-Air
  3. 对于水-空气相间相互作用,请选择下列模型:

    组合框

    模型

    可选模型

    大尺度交界面湍流阻尼

    大尺度交界面检测(自动选择)

  4. 单击关闭

    随即显示相间相互作用 > Water-Air(水-空气) > 模型节点,如下图所示。



对于多流态拓扑节点,此模拟可以接受第一区末第二区开始的默认值。

第一区末是次生相体积分数的值,在此处,第一区过渡到中间区。在第一区中,主相作为连续相处理。第二区开始是次生相体积分数的值,在此处,中间区过渡到第二区。在第二区中,次相作为连续相处理。

设置其余的相间相互作用属性。在大尺度界面附近,边界层不断扩大,因此交界面必须作为移动壁面处理。相互作用面积密度的默认属性适合空气-水流体。

预期两个相之间存在大交界面,所以中间区曳力的首选方法是 Strubelj-Tiselj。在您预期两个相之间不存在大交界面的情况下,可以使用混合方法。

  1. 选择曳力 > 中间区曳力系数节点,然后设置以下属性:
    属性 设置
    方法 Strubelj-Tiselj

您还要设置相互作用长度尺度和大尺度交界面湍流阻尼属性。第一区相互作用长度尺度指定水中分散的气泡的典型尺寸。第二区相互作用长度尺度指定空气中分散的水滴的典型尺寸。

有关详细信息,请参见大尺度交界面湍流阻尼模型参考

  1. 编辑 Water-Air(水-空气) > 模型节点,然后设置以下属性:
    节点 属性 设置
    相互作用长度尺度 > 第一离散流态相互作用长度尺度 方法 常数
    价值 0.001 m
    第二离散流态相互作用长度尺度 方法 常数
    价值 5.0E-4 m
    大尺度交界面湍流阻尼 > 主相湍流阻尼 > K-Omega 参数 湍流阻尼处理 Egorov
    湍流阻尼常数 500.0
    交界面距离指定 网格单元体积
    次相湍流阻尼 > K-Omega 参数 湍流阻尼处理 Egorov
    湍流阻尼常数 500.0
    交界面距离指定 网格单元体积
  2. 保存模拟。