VOF-LMP 交互建模

混合多相模拟中的 VOF-拉格朗日相互作用将 VOF 多相模型的详细交界面跟踪功能与拉格朗日模型的离散颗粒动力学相结合。这种组合可优化燃油喷射破碎、齿轮润滑和车辆水管理等应用场景中的计算资源。

对 VOF 到拉格朗日转变进行建模的主要方法有两种：

已解析转变 - 采用此方法时，流体的个体液滴使用 VOF 方法一直显式追踪到满足特定准则，此时它们将转变到拉格朗日架构。还可以包括球度等其他准则。VOF 和 LMP 方法之间的网格分辨率差异通过网格单元群集进行管理，通常使用 AMR 来追踪自由表面。这类转变的示例包括射流破碎或雾化。
未解析过渡 - 其中未解析的子网格流特征导致 LMP 液滴从较大的 VOF 自由表面表示中脱落。在一个计算单元内可以脱落多个液滴。此处，需要物理模型来确定液滴属性的分布。此转换的示例包括波剥离。

拉格朗日到 VOF 转变是使用碰撞模型进行建模的。撞击自由表面或在相关 VOF 相范围内碰撞的拉格朗日液滴转换为该相这适用于撞击液体表面的气体中的液滴或上升到气体表面的液体中的气泡。此外，如果拉格朗日液滴撞击的壁面没有预先存在的 VOF 自由表面，则可以选择将这些液滴转换为壁面处的 VOF 液相，从而使 LMP 液滴碰撞干壁面并随着时间形成 VOF 池。

一些工业过程涉及液滴蒸发。例如，在内燃机中，液体燃料喷射到燃烧室中并形成燃料液滴。燃料液滴蒸发，其气体组分随后参与化学反应。可以有效地对拉格朗日多组分液滴和 VOF 气态相之间的这一相变进行建模，作为 VOF-拉格朗日相间相互作用的一部分。

要对 VOF-LMP 相互作用建模：

要对自由表面流态建模，设置 VOF 模拟。请参见流体体积流建模。具体而言：
1. 如果要将拉格朗日多组分液滴蒸发建模为 VOF 气相，右键单击多相 > 相 > [VOF 气相] > [物理连续体] > 模型节点，然后从材料组合框中选择多组分气体。

要对离散相流态建模，设置 LMP 模拟。请参见拉格朗日多相流建模。具体而言：

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
颗粒类型	材料颗粒
材料	下列某个模型：气体液体多成分气体多组分液体（多组分液滴蒸发所必需）确保选择的材料与为 VOF 相选择的材料相同。
可选模型	双向耦合

要定义 VOF-拉格朗日相间相互作用，右键单击[物理连续体] > 模型 > 多相相互作用 > 相间相互作用节点，然后选择新建 > [拉格朗日自由流相] > [VOF 相]。
根据要建模的 VOF-拉格朗日转变，执行以下操作之一：
- 如果要对碰撞在自由表面上的拉格朗日液滴或气泡建模，则按照对自由表面上的离散相碰撞建模（LMP 至 VOF）中所述的步骤操作。
- 如果要使用 VOF 对较大液池中液滴或气泡的形成建模，然后使用 LMP 追踪这些液滴或气泡，则按照将已求解液滴或气泡转换为离散相（VOF/MMP 到 LMP）中所述的步骤操作。
- 如果要对从 VOF 自由表面剥离的拉格朗日液滴建模，其中剥离未解析，即在子网格尺度上发生，则按照对离散相剥离自由表面建模（VOF 至 LMP）中所述的步骤操作。
- 如果要对蒸发成 VOF 气相的拉格朗日多组分液滴建模，则按照多组分液滴蒸发建模（LMP 到 VOF）中所述的步骤操作。