对离散相碰撞在液膜上建模(LMP 到液膜)

通过 Simcenter STAR-CCM+ 中的碰撞模型,可模拟由拉格朗日相表示的液滴碰撞到使用液膜相建模的相应液体上的过程。

当拉格朗日液滴碰撞在液膜壳区域与流体区域之间的交界面上时,可能形成液膜。拉格朗日多相模型还提供附加的壁面碰撞模型,用于模拟沉积、反弹、破碎和飞溅等相互作用。在相互作用中选择这些模型时,从液滴形成液膜取决于不同的碰撞流态。

液滴膜转换模型根据用户自定义准则来控制液滴碰撞在液膜表面,例如覆盖率或等效膜厚度。

要对拉格朗日到液膜碰撞建模:
  1. 右键单击多相相互作用 > 相间相互作用 > [相间相互作用] > 模型节点,然后从可选模型组合框中选择碰撞。
  2. 如果对多组分液膜和多组分液滴建模,需要在两个相之间映射组分。
  3. (可选)如果要更详细地对液滴与壁面之间的相互作用建模:
    1. 右键单击拉格朗日多相 > 拉格朗日相 > [拉格朗日自由流相] > 模型节点并选择以下模型:
      组合框 模型
      壁面碰撞 任一:
      • Bai-Gosman 壁面碰撞

        请参见 Bai-Gosman。

      • Bai-ONERA 壁面碰撞

        请参见 Bai-ONERA。

      • Satoh 壁面碰撞

        请参见 Satoh。

      可选模型 液滴薄膜转换

      请参见液滴液膜转变。

    2. 如果已选定液滴转变模型,选择[拉格朗日自由流相] > 模型 > 液滴液膜转变,然后将液滴转变选项设为以下选项之一:
      液滴转换选项 设置
      覆盖率

      使用此选项可指定表面的网格单元覆盖率或分数,当表面上液体的总体积达到该比率时,将发生转变。

      1. 选择[拉格朗日自由流相] > 边界条件 > 液膜边界 > 物理值节点,然后指定覆盖率值。
      等效液膜厚度

      使用此选项可指定一个厚度,当表面上液体的总体积形成该厚度的膜时,会发生转变。

      1. 选择[拉格朗日自由流相] > 边界条件 > 液膜边界 > 物理值节点,然后指定等效液膜厚度值。

为每个拉格朗日相指定边界相互作用模式,以定义颗粒碰撞在壁面边界上存在液膜处时的行为方式。对于液膜边界相互作用选项,所有拉格朗日液滴均会传递到液膜,其质量、切向动量和能量会贡献给液膜相。如果选择任一拉格朗日壁面碰撞模型,则可以指定相关的 Bai-Gosman、Bai-ONERA 或 Satoh 边界相互作用模式,以计算哪些液滴反弹或粘附,并且根据液滴行为,液滴质量、动量和能量只有一部分会传递到液膜。

  1. 要指定拉格朗日相如何在液膜壁面边界处转换为液膜相,执行以下操作:
    模态指定类型 步骤
    为所有壁面边界指定全局边界相互作用模式。
    1. 展开拉格朗日多相 > 拉格朗日相 > [拉格朗日自由流相] > 模型节点。
    2. 选择边界条件 > [液膜壁面] > 物理条件 > 模式节点,然后将激活模式设为液膜(或 Bai-Gosman / Satoh / Bai-ONERA,具体视情况而定)。
    为特定壁面边界或挡板指定局部边界相互作用模式。
    1. 展开区域 > [区域] > 边界 > [壁面边界]节点。
    2. 选择物理条件 > 拉格朗日指定节点,然后将方法设为为边界指定。
    3. 选择相条件 > [相] > 物理条件 > 模式节点,然后将激活模式设为液膜(或 Bai-Gosman / Satoh / Bai-ONERA,具体视情况而定)。
    如果在设置拉格朗日边界条件后,在液膜相或拉格朗日相中移除或添加模型,可能导致液膜-拉格朗日相的相间相互作用暂时失效。在这种情况下,激活模式会默认为反弹,同时不会发出警告。更改相模型时,务必检查边界模式是否仍设为液膜。不存在液膜的任何壁面边界可使用的模式为,在相同节点下为壁面指定的模式。
  2. (可选)定义相应的拉格朗日喷射器。
    有关详细信息,请参见使用喷射器。