对薄液膜建模（液膜到 VOF、VOF 到液膜）

通过 Simcenter STAR-CCM+ 中的已解析液膜模型，可以模拟液膜模型与 VOF 相模型之间的双向转变。如果在所有位置或整个模拟时间使用液膜模型还不够，而使用 VOF 模型需要精细网格且所需的计算时间长到无法接受，则使用已解析液膜模型来模拟自由表面流。

通过结合使用两种建模方法，可以在以下区域中使用液膜方法：具有薄液膜；其中数值网格不足，无法使用 VOF 模型对相的流动和分布进行求解。当液膜变厚时，或当液膜进入具有更精细网格的区域时，使用 VOF 模型可对该流体进行建模。同样，如果 VOF 液相进入具有粗糙网格的区域，或者如果液体厚度变小，则使用液膜模型对液体流进行建模。

为了确保稳定性，质量以有限速率传递：质量在不同相之间的转换分几次迭代进行，而不是在单个时间步内完成。有关详细信息，请参见已求解液膜。

可以在此类混合液膜-VOF 转变中加入表面张力效应，方法是为 VOF 相和液膜相均创建表面张力相间相互作用。每个相间相互作用都分配有自己的表面张力系数，该系数用于在相间计算表面张力。要在具有两个 VOF 相（例如空气和水）和一个液膜相（例如 WaterFilm）的混合液膜-VOF 多相模拟中对表面张力效应建模，必须指定水作为 VOF-VOF 相间相互作用的主相，空气作为次相。此设置可确保 VOF-VOF 相间相互作用和液膜-VOF 相间相互作用中的表面张力接触角定义一致。

要在液膜相模型和 VOF 相模型之间转变：

  1. 要定义液膜-VOF 相间相互作用，右键单击[物理连续体] > 模型 > 多相相互作用 > 相间相互作用节点并选择新建 > [VOF 相] > [液膜相]。
  2. 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已解析液膜。

    液膜或 VOF 相只能使用已求解液膜模型的单一实例。请参见已解析液膜模型参考（液膜到 VOF、VOF 到液膜）。

  3. 如果要对多组分混合物和多组分液膜建模，则在液膜中每个组分之间将组分映射到 VOF 液相中的对应组分。
    液膜和 VOF 相必须由相同的材料组分组成。但是，组分的质量分数在两个相的初始材料成分中可以不同。
  4. 如果要使 VOF 混合物的速度与转换体积分数处的液膜速度平衡：
    1. 选择[相间相互作用] > 模型 > 已解析液膜节点，然后激活液膜-VOF 速度均衡。
    2. 选择液膜-VOF 速度均衡节点，并指定时间尺度值以平衡液膜速度和 VOF 混合物速度。

      由于壁面边界处的液膜具有无滑移条件，因此液膜速度会与该边界旁边第一个网格单元中的 VOF 混合物的速度不同（通常是低于）。在这种情况，当质量从液膜传递至 VOF 混合物时，体积混合物流动会降速。要减小此非物理效应，可以在转换之前平衡液膜相的速度和 VOF 相的速度。

      有关更多信息，请参见液膜-VOF 速度均衡属性。
  5. 要指定转换体积分数： α T R A N S \alpha_{TRANS} ，选择交界面 > [区域] > [液膜交界面] > 相条件 > [相间相互作用] > 物理值节点，然后设置已解析液膜体积分数值。
    有关更多信息，请参见交界面设置。
  6. 要定义液膜相的表面张力相互作用：
    1. 右键单击[物理连续体] > 模型 > 多相相互作用 > 相间相互作用节点并选择新建 > [VOF 次液相] > [液膜相]。
    2. 右键单击多相相互作用 > 相间相互作用 > [液膜-VOF 相间相互作用] > 模型节点，然后从可选模型组合框中选择表面张力。
    3. 选择[液膜-VOF 相间相互作用] > 模型 > 表面张力节点，然后设置以下属性：
      属性 设置
      最小液膜厚度 由于表面张力作用而产生的最小膜厚。
      α 调整参数 毛细管压力的调谐参数。
      β 调整参数 接触线力的调谐参数。
      请参见表面张力属性。
    4. 选择[液膜-VOF 相间相互作用] > 模型 > 多相材料 > 材料属性 > 表面张力节点，然后指定表面张力系数。
      请参见材料和方法。
    5. 选择边界 > [壁面边界] > 相条件 > [液膜-VOF 相间相互作用] > 物理值 > 接触角节点，然后指定接触角。
      指定液膜壳区域中每个壁面边界处的表面张力接触角。这样可以指定每个边界处的毛细效应。
      请参见边界设置。
  7. 要定义 VOF 相的表面张力相互作用：
    1. 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 > [VOF 次液相] > [VOF 主气相]。
    2. 右键单击多相相互作用 > 相间相互作用 > [VOF-VOF 相间相互作用] > 模型节点，然后从可选模型组合框中选择表面张力。
    3. 要指定 VOF-VOF 相互作用的表面张力属性，按照表面张力建模中的步骤操作。