设置相间相互作用

相间相互作用描述空气和水两种材料(相)对彼此的相互影响。在此模拟中,连续相为水,离散相为空气。相互作用长度尺度设为 3 mm,表示气泡直径。

选择连续-分散拓扑相间相互作用,其中水为主相,空气为次相。在本教程中,使用升力模型来考虑因速度梯度而引起的气泡迁移。升力系数设为 -0.05。

虚拟质量力模型表示气泡上升排开周围流体所做的功,而气泡和湍流涡之间的相互作用使用湍流耗散模型进行建模。曳力使用 Tomiyama 曳力系数法进行模拟,建议将该方法用于气泡流,因为它适用于各种流体属性和气泡直径。此方法需要激活重力。

要定义相间相互作用:

  1. 在物理 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 > 水 > 空气(连续-离散)。
  2. 将相间相互作用 1 节点重命名为 Water-Air。
  3. 对于水–空气相间相互作用,请禁用自动选择推荐模型,然后按顺序选择下列模型:

    组合框

    模型

    启用模型

    连续-离散拓扑(预先选择)

    曳力(预先选择)

    多相材料(预先选择)

    相互作用长度尺度(预先选择)

    相互作用面积密度(预先选择)

    可选模型

    升力

    虚拟质量力

    湍流耗散力

    虚拟质量系数

    虚拟质量系数

  4. 单击关闭。

    随即显示相间相互作用 > 水-空气 > 模型节点,如下图所示。



  5. 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
    曳力 > 曳力系数 方法 Tomiyama
    相互作用长度尺度 > 相互作用长度尺度 方法 常数
    值 0.003 m
    升力 > 升力系数 方法 常数
    值 -0.05

将现在定义的相间相互作用分配为伊萨湍流响应模型中的参考相相互作用,以模拟气泡如何响应水相中的湍流。

  1. 选择物理 1 > 模型 > 多相 > 相 > 空气 > 模型 > 伊萨湍流响应模型节点,然后将相间相互作用设为水-空气。
  2. 保存模拟。