混合多相：电动机冷却

在电动机中，电流流经绕组会产生热量，从而导致能量损失和性能下降。有效的冷却对于保持效率和防止过热至关重要。一种常见的冷却方法是将油直接喷洒到绕组上以吸收和散发热量。

在本教程中，将使用混合多相建模来模拟电动机中的直接油冷。当油通过各种流态（自由表面、液滴和液膜）转换时，每个流态都需要特定的多相模型。混合多相流 (MMP) 模型、拉格朗日多相流模型和液膜模型用于捕捉这些流态和转换。此外，大尺度交界面检测 (LSI) 模型通过模拟混合物和分层流，检测相间交界面较大的网格单元组，从而增强了 MMP 的功能。相间相互作用有助于多相模型之间的自动转换。

以下示意图显示电动机的配置：

电动机几何包括外壳内的绕组和以 5000 rpm 转速旋转的旋转轴。转子有三个入口，可将油以 40 m/s 的速度引入绕组。外壳最初充满空气，绕组受到 1500 W 热源的加热。

在本教程中，MMP-LSI 模型处理油射流的一次破碎，而已解析过渡模型则对从大 MMP 液斑到拉格朗日液滴的转换过程进行建模。亚网格过渡模型可对较小液滴转换为 MMP 油相的过程进行建模。碰撞和剥离模型可模拟薄油膜的形成以及液滴从液膜的脱离。表面张力模型可捕捉油-空气交界面处的表面张力效应。

为了优化性能并降低计算成本，模拟使用隐式多步进 MMP 求解器、自适应网格细化 (AMR) 模型来局部调整网格，并使用自适应时间步模型在模拟过程中自动调整时间步。