定义空气和油相

可以对两种材料的流动进行建模:空气和油。每个多相模型都定义了单独的油相,而连续空气相仅由 MMP 模型表示。每个油相需要相同的材料属性和相同的状态方程。

油流通过不同的流态(自由表面、液滴和薄膜)转换,其中每个流态都需要特定的多相模型。下表汇总了流态及其模型。

流态 多相流模型 相
具有较大已解析液滴和带状液膜的自由表面油射流 具有 LSI 的 MMP 模型

MMP 空气相

MMP 油相

油滴 拉格朗日多相模型 拉格朗日油相
油膜 液膜模型 液膜油相

要定义空气和油相:

  1. 创建油膜相:
    1. 右键单击物理 1 > 模型 > 液膜 > 液膜相节点,然后选择新建。
    2. 将该相重命名为油膜。
    3. 右键单击油膜 > 模型节点,然后选择以下模型:
      组合框 模型
      空间 三维
      启用模型 分离流液膜温度(自动选择)
      流(自动选择)
      求解插值(自动选择)
      材料 液体
      状态方程 恒密度
      粘滞态 层流
    4. 单击关闭。
    5. 将油膜 > 模型 > 液 > H2O 节点重命名为油,然后设置以下材料属性:
      节点 属性 设置
      密度 > 常数 值 872.5 kg/m^3
      动力粘度 > 常数 值 0.3 Pa-s
      比热 > 常数 值 2000.0 J/kg-K
      导热率 > 常数 值 0.145 W/m-K
    6. 选择油膜 > 模型 > 流模型节点,然后将稳定液膜厚度设为激活。
  2. 创建拉格朗日油滴相:
    1. 右键单击物理 1 > 模型 > 拉格朗日多相 > 拉格朗日相节点并选择新建 > 自由流相。
    2. 将该相重命名为油 LMP。
    3. 右键单击油 LMP > 模型节点,然后选择以下模型:
      组合框 模型
      颗粒类型 材料颗粒
      启用模型 球形颗粒(自动选择)
      压力梯度力(自动选择)
      材料 液体
      状态方程 恒密度
      二次破碎 KHRT 破碎
      启用模型 拖曳力(自动选择)
      可选模型 温度
      TAB 变形
      双向耦合
    4. 单击关闭。
    5. 将油 LMP > 模型 > 液 > H2O 节点重命名为油,然后设置以下材料属性:
      节点 属性 设置
      密度 > 常数 值 872.5 kg/m^3
      动力粘度 > 常数 值 0.3 Pa-s
      比热 > 常数 值 2000.0 J/kg-K
  3. 创建 MMP 油相:
    1. 右键单击多相 > 相节点并选择新建。
    2. 将相 1 节点重命名为油 MMP。
    3. 右键单击油 MMP > 模型节点,然后选择以下模型:
      组合框 模型
      启用模型 能量(自动选择)
      湍流(自动选择)
      材料 液体
      状态方程 恒密度
      可选模型 Blob Detection(斑点检测)
      离散求积 S-Gamma
    4. 单击关闭。
    5. 将油 MMP > 模型 > 液 > H2O 节点重命名为油,然后设置以下材料属性:
      节点 属性 设置
      密度 > 常数 值 872.5 kg/m^3
      动力粘度 > 常数 值 0.3 Pa-s
      比热 > 常数 值 2000.0 J/kg-K
      导热率 > 常数 值 0.145 W/m-K
    6. 要设置油的初始 Sauter 平均直径,选择油 MMP > 初始条件 > Sauter 平均直径节点,然后将值设为 1.0E-6 m。
  4. 创建 MMP 空气相:
    1. 右键单击连续体 > 物理 1 > 模型 > 多相 > 相节点并选择新建。
    2. 将相 1 节点重命名为空气。
    3. 右键单击空气 > 模型节点,并选择以下模型:
      组合框 模型
      启用模型 能量(自动选择)
      湍流(自动选择)
      材料 气体
      状态方程 恒密度
    4. 单击关闭。
  5. 要初始化空气的计算域,选择物理 1 > 初始条件 > 体积分数节点,将值设为 [0.0, 1.0]。
  6. 保存模拟。