分离 VOF 求解器参考

分离 VOF 求解器控制相体积分数的求解更新。更具体而言,它求解流体中存在的每个相的离散化体积分数守恒方程。

分离 VOF 求解器属性

专家类别中的属性用于临时调试情况,但会降低模拟精度并增加内存使用量。不建议更改其中的任何属性,除非通晓 Simcenter STAR-CCM+ 中使用的离散化方法。

注

分离 VOF 求解器没有冻结求解器属性。如果要防止对体积分数场进行任何更新,则在分离流求解器中激活冻结流属性。

亚松弛因子

每次迭代时,此属性都会控制在每个子步新计算的求解取代旧求解的范围。

选择隐式非稳态模型时,默认值为 0.9。选择 PISO 非稳态模型时,此值始终设为 1。

子步数

控制求解器迭代中体积分数传输的策略。如果步数设为一,分离 VOF 求解器将在每个时间步执行单步,这称为单步求解策略。

当子步数值大于 1 时,分离 VOF 求解器将在每个时间步执行多步。在这种情况下,将使用固定数量的用户指定子步来求解体积分数输运方程。多步求解器不受严格 CFL 条件的限制,并且体积分数传输不限制全局时间步长。当子步进 CFL 数超过 HRIC 限制时,允许交界面弥散,而不会对质量守恒产生任何负面影响。

如果全局时间步小到足以正确解析物理问题,但大到无法满足 HRIC 稳定性要求,则使用适当子步数的隐式子步进比减小全局时间步长更高效。

此求解策略使用固定(用户指定)或动态(解算方案自适应)的隐式子步数。相应的子节点可用于指定适当的设置。

采用二阶时间离散的多步进方法仅在子迭代期间更新对流项。因此,全局 CFL 数通常可以增加 2-3 倍,以保持局部 CFL 数约为 0.1-0.3。如果子步数相应增加,采用一阶时间离散的多步进方法则考虑到更大的全局 CFL 数,因为它会将子迭代应用于体积分数输运方程中的所有项。不过,增加子步数也会导致增加内存使用量和计算成本。

注不建议对定常模型使用多步进。对于稳态模拟,使用单步求解策略。
子步指定
设置用于定义隐式多步求解器的子步数的方法。增加子步数会增加内存要求以及计算工作量。
子步指定 对应属性
固定

隐式子步数由用户选择。

子步数

指定隐式子步数。对应于 Eqn. (2645) 中的 N i m p ⁡ 。

允许的范围为 ≥ 1 。默认值为 1。如果步数设为 1,则求解类似于单步求解器策略中的求解。
更新频率
仅适用于 PISO 非稳态模拟。选择体积分数输运在 PISO 求解器中的更新频率。
  • 第一个 + 最后一个修正器 - 在第一个和最后一个 PISO 修正器步骤中更新。
  • 第一个修正器 - 在最后一个 PISO 修正器步骤中更新。
  • 每个修正器 - 在每个 PISO 修正器步骤中更新。
动态

隐式子步数将自动调整,以匹配用户指定的目标 CFL 值。这是默认设置。

最大子步
指定隐式子步的最大数目。
允许的范围为 ≥ 1 。默认值为 20。
目标子步库朗数 (CFL)
子步的目标 CFL 数。使用此值以确定子步数。默认值为 0.5。此值为 Eqn. (2652) 中的 C F L t ⁢ arg e t 。
截断百分比

指定在计算 Eqn. (2645) 中的 N i m p 时,隐式多步求解器忽略的最大子步建议的交界面网格单元的百分比。

此值为 Eqn. (2653) 中的 p 。此属性的范围是 0 至 100。默认值为 1.0。

更新频率
仅适用于 PISO 非稳态模拟。
选择体积分数输运在 PISO 求解器中的更新频率。
  • 第一个 + 最后一个修正器 - 在第一个和最后一个 PISO 修正器步骤中更新。
  • 第一个修正器 - 在最后一个 PISO 修正器步骤中更新。
  • 每个修正器 - 在每个 PISO 修正器步骤中更新。
注指定的步数、子步数或最大子步数不受交界面附近的严格 CFL 数限制。因此,当子步进 CFL 数超过 HRIC 限制时,允许交界面弥散,不会对质量守恒产生任何负面影响。
保留临时储存
开启时,Simcenter STAR-CCM+ 将保留求解器在迭代期间生成的额外场数据。保留的特定数据取决于求解器,且在后续迭代期间可用作场函数。默认情况下关闭。有关这些场函数的完整列表,请参见 通用求解器场函数。