设置拉伸和自由表面流

对模拟中的每个拉伸连续体使用以下步骤。此工作流程适用于预定义了拉伸长度的稳态拉伸模拟。

要设置拉伸和自由表面流：
  1. 在大多数情况下，最好创建在静态区域和自由表面区域之间具有内部交界面的多部件体网格。
对于自由表面，必须指定拉伸方向和自由表面变形时应遵循的特定约束。
  1. 编辑模型 > 自由表面节点，然后设置 Free Surface Properties(自由表面属性)。
自由表面的外向边界必须是自由流边界。此外，要为对称拉伸部分建模，还可以对相应的边界表面应用对称边界条件。
  1. 编辑区域 > [自由表面区域] > 边界 > [外自由表面边界]，并将类型设为自由流。
通过变形执行自由表面运动。要控制该运动，可指定自由流边界处的约束。请参见变形边界条件参考。向平行于拉伸方向的边界应用的条件必须与垂直于拉伸方向的边界不同。因此，在应用边界条件之前，将自由表面边界至少分割为一个最初与拉伸方向平行的边界表面和一个与该方向垂直的出口边界表面。
  1. 编辑区域 > [自由表面区域] > 边界 > [平行于拉伸方向的外自由表面边界] > 物理条件节点，然后设置以下内容：
    节点 属性 设置
    变形指定 指定 位移
    变形位移指定 指定 内部
    这些设置可用于对此边界计算自由表面。
  2. 要计算模形状以产生所需的拉伸部分横截面，执行设置逆模设计模拟中所述的步骤。
  3. 编辑区域 > [自由表面区域] > 边界 > [垂直于拉伸方向的出口边界] > 物理条件节点，然后设置以下内容：
    这些设置不会在边界处产生运动条件。该约束条件使边界可以自由移动，同时可激活自由表面追踪。
    • 对于大多数自由表面模拟：
      节点 属性 设置
      变形指定 指定 约束
      变形约束条件指定 指定 边界平面
      拉力

      表示在拉伸上施加的拉力。

      		 方法 选择其中一个：
      • 无拖曳 — 在自由表面出口不施加任何作用力。
      • 拖曳速度 — 在自由表面末端应用给定的牵引速度。
      • 已对齐出口 — 在拉伸方向的法向平面内施加零力，并在平面上的切线方向设置零速度。
      • 法向速度 — 施加垂直于出口的速度，且为出口边界平面的切线方向施加零力（拖曳）。
      • 开放边界 — 根据上游值，在出口处的所有三个方向上施加拖曳。仅可用于粘弹性模型。
    • 如果正在对拉伸末端存在明显的牵引速度（即拉伸比非常高）的拉伸建模，例如在纤维自旋时，选择变形指定节点，然后将指定设为浮动。
  4. 要对共拉伸建模，执行设置共拉伸中所述的步骤。
  5. 要检测自由流边界（具有拉格朗日自由表面条件）与外部障碍之间的接触和相互作用：
    1. 选择区域 > [区域] > 物理条件节点，然后将对齐选项设为未与拉伸和接触对齐。
    2. 选择 [区域] > 物理值 > 接触阈值节点，然后指定接触阈值。
    3. 根据接触障碍的类型，选择区域 > [区域] > 物理条件节点，然后将接触障碍类型设为以下任一项：
      接触障碍类型 步骤
      几何部件接触

      当将与拉格朗日自由表面接触的障碍指定为几何部件时，使用此选项。障碍可以是静止的，也可以具有指定的旋转或平移运动，以在涉及流体或熔体的自由表面接触问题中表示运动。
      1. 右键单击[区域] > 物理值 > 接触几何部件节点，然后使用（自定义编辑器）将部件设为定义接触障碍的[几何]。
      2. 如果要对移动的障碍建模，需要指定细分障碍的运动：
        1. 要定义平移操作，右键单击操作 > 新建 > 表面准备节点，然后选择变换。
        2. 在创建变换操作对话框中，将部件设为定义移动接触障碍的 [几何]。
        3. 单击确定。
        4. 选择操作 > 变换节点，然后将创建输出部件设为活动以生成新部件，该部件将为每个输入部件创建单独的描述。
        5. 在确认创建输出部件对话框中，单击确定。
        6. 要定义所需的变换，右键单击操作 > 变换 > 变换 > 新建节点，然后选择运动。
        7. 右键单击变换 > 运动节点，然后指定所需的运动。

          有关更多信息，请参见转换。

        8. 右键单击 [区域] > 物理值 > 接触几何部件节点，然后使用（自定义编辑器）将部件设为定义移动接触障碍的 [geometry_Transform]。
      用户自定义接触准则

      使用此选项可为与拉格朗日自由表面接触的障碍指定用户自定义准则。

      		 选择[区域] > 物理值 > 用户自定义接触准则节点，然后指定定义接触障碍的准则。

      此准则应定义包含上面定义的接触阈值的值。
    注接触建模以及具有拉格朗日自由表面条件的自由流边界与外部障碍之间的相互作用只能使用隐式非稳态求解器进行模拟。有关更多信息，请参见未与拉伸和接触对齐。
  6. 如果要控制时间步以求解粘性液体和固体障碍之间的接触相互作用：
    1. 在[物理连续体]中，从可选模型组合框选择自适应时间步模型。
    2. 右键单击[物理连续体] > 模型 > 自适应时间步 > 时间步提供程序节点，然后选择新建 > 自由表面接触。
    3. 选择自由表面接触 > 自由表面接触 CFL 节点，然后指定适当的值。
      请参见自由表面接触参考。
  7. 如果要对自由流边界与外部障碍之间的接触相互作用期间的部分滑移或完全滑移条件建模，选择边界 > [自由流边界] > 物理条件 > 剪切应力指定，然后将方法设为滑移。

    可以对具有拉格朗日类型的自由表面选项的自由流边界与外部障碍物（刚性表面）之间的接触相互作用过程中的部分或完全滑移条件建模。自由流边界上接触节点处的滑移根据幂律滑移关系计算得出。有关详细信息，请参见自由流剪切应力指定。

  8. 要可视化自由表面变形，可以设置标量场景并激活自由表面部件上的表面选项。
    在场景或报告中使用场函数时，确保使用平滑值，以便可视化节点值。