边界相互作用模式参考
边界相互作用模式定义颗粒在碰撞边界时的行为。
边界相互作用模式控制为了确定行为所必须设置的条件和值(如果有)。
在边界处是否可使用拉格朗日相的边界相互作用模式,取决于边界类型和拉格朗日相模型,汇总表如下。
仅当在流体边界对象的“相条件”节点中为拉格朗日相选择了“相不渗透”选项时,才会显示“相不渗透”类型。
| 边界/交界面 类型 |
无质量颗粒 相互作用 模式 |
材料颗粒 相互作用 模式 |
DEM 颗粒 相互作用 模式 |
轴 ![]() |
退出 | 反射 | 不适用 |
挡板 ![]() |
复合 退出* |
Bai-Gosman
反弹* |
退出 DEM* |
接触 ![]() |
复合 退出* |
Bai-Gosman
反弹* |
退出 DEM* |
液膜 ![]() |
复合 退出* |
Bai-Gosman
反弹* |
退出 DEM* |
出口 ![]() |
退出 | 退出 | 退出 |
自由流 ![]() |
退出 | 退出 | 退出 |
充分发展 ![]() |
退出 | 退出 | 退出 |
内部 ![]() |
传输 | 传输 | 传输 |
质量流量入口 ![]() |
退出 | 退出 | 退出 |
混合平面交界面 ![]() |
退出 传输* |
退出 传输* |
退出 |
相不渗透 ![]() |
复合 退出* |
Bai-Gosman
反弹* |
退出 DEM* |
多孔挡板 ![]() |
复合
传输* |
复合
传输* |
传输 DEM* |
压力出口 ![]() |
退出 | 退出 | 退出 |
滞止入口 ![]() |
退出 | 退出 | 退出 |
对称平面 ![]() |
退出 | 反射 | 不适用 |
速度入口 ![]() |
退出 | 退出 | 退出 |
壁面 ![]() |
复合 退出* |
Bai-Gosman
反弹* |
退出 DEM* |
* 默认值
Bai-Gosman
仅当将 Bai-Gosman 碰撞模型用于壁面、挡板、液膜、相不渗透和接触交界面时,Bai-Gosman 模式才可用。采用了一个过程来确定一些液滴碰撞后的物理量,这些数量取决于壁面温度、表面粗糙度以及壁面是干燥的还是湿的。
Bai-ONERA
仅当将 Bai-ONERA 碰撞模型用于壁面、挡板、液膜、相不渗透和接触交界面时,Bai-ONERA 模式才可用。与 Bai-Gosman 模式类似,它可以确定一些液滴碰撞后的物理量,但还可以确定沉积和液膜形成。
复合
复合模式在挡板、接触、液膜、相不渗透、多孔挡板和壁面边界处可用。它适用于无质量和材料颗粒,但不适用于 DEM。该模式的目的是根据局部条件,凭概率选择每个颗粒包的实际边界相互作用模式。
选择复合模式可添加物理条件复合默认模式,它可用于选择主边界相互作用模式。
它还将在物理值下添加模式概率的管理器。此管理器下会列出可用的边界相互作用模式,并且可以为每个模式指定其发生的概率。

默认情况下,模式概率下的每个模式的概率设为常数值 0.0。虽然可以使用标量分布的常用选项来设置这些值,但记住概率的总和必须小于或等于 1。必然事件的概率为 1,不可能事件的概率为 0。通过选择场函数方法,可以根据局部条件(如碰撞速度和壁面温度)来表示概率。

默认模式的概率自动计算为 1 减去所有其他模式的概率之和。因此,发生机率最高的模式通常是默认设置的最佳选择。
DEM
DEM 模式仅适用于离散元方法 (DEM)。此模式使 DEM 颗粒的材料属性在边界处可用。
DEM 捕获
仅当选择了 DEM 捕获壁面模型时,DEM 模式才可用于离散元方法 (DEM)。使用此模式可指定 DEM 颗粒离开边界的速率。
液膜阻尼
当固体颗粒通过液膜时,液膜阻尼模式可在它们碰撞壁面前后立即对其运动进行阻尼衰减。此模式仅适用于液膜边界上的固体颗粒。

选择液膜阻尼模式将添加物理条件液膜阻尼子模式。可以将颗粒碰撞已穿过液膜的壁面时的行为指定为粘附、反弹、退出或复合。

液膜
在此模式下,碰撞液膜交界面的液滴将转化为液膜:它们的质量、动量和能量将添加到液膜模型维持的守恒方程中,从而确保全局守恒。
积冰
仅当将积冰模型用于壁面和接触交界面时,积冰模式才可用。这意味着液滴在与边界接触后立即添加到冰层中。
退出
退出模式意味着从模拟中移除颗粒,有效地退出求解域。颗粒包的质量、动量和能量(如果适用)也将一并移除。
反弹
反弹颗粒在模拟中保持活动状态,但其速度(和角速度)将根据恢复关系进行修正。对于壁面、挡板和接触交界面,此模式为默认设置。当双向耦合颗粒弹反弹离开液膜时,颗粒的一些能量可能会传递到液膜中。
反射
反射模式意味着颗粒从边界完全反弹,有效地等同于以单位恢复系数进行反弹。
Satoh
仅当将 Satoh 壁面碰撞模型用于壁面、挡板、液膜、相不渗透和接触交界面时,Satoh 模式才可用。遇到边界的一部分颗粒将反弹,其余颗粒将退出、粘附或形成液膜。具体响应取决于颗粒法向速度、直径和边界属性。Satoh 模式可用于对油雾隔离膜中的油滴碰撞进行建模。
飞溅
激活飞溅模式时,如果液滴直径大于在最小飞溅直径中设置的值,将发生飞溅。该模型使质量守恒,与液膜相相互作用时,使能量和动量守恒。它不会使相对于壁面的动量守恒;相反,相互作用根据飞溅模式控制继续进行:直径比、飞溅数、罗辛 - 拉姆勒指数、飞溅角、切向速度比率和速度比率。
粘附
粘附模式仅可用于非稳态流。粘附的颗粒将一直粘附在同一边界面上,具有相同坐标,直到它们蒸发或者面不再是壁面。在后一种情况下,它们将再次变成活动(自由)颗粒。粘附的颗粒将获得它们所附着的边界面的速度,但注意,出于跟踪目的将忽略此速度:如果壁面具有相对于网格的净速度,则不会沿壁面跟踪颗粒包。不允许对颗粒施加净力,也没有动量传递。自由颗粒将继续进行热传递和质量传输。在当前版本的 Simcenter STAR-CCM+ 中,使用此模式时不向壁面直接传热。当双向耦合颗粒粘附到液膜上时,颗粒的动能将传递到液膜中。
传递到附壁相
当自由流液滴碰撞壁面边界并转换为附壁液滴时,使用此模式。“传递到附壁”模式仅在自由流相的液膜边界上可用。当自由流颗粒包撞击壁面时,其会被无条件删除,并使用颗粒包转换喷射器创建新的附壁颗粒包。质量、能量和切向动量在转换过程中守恒。此模式仅适用于沉积模型。
传输
传输模式意味着允许颗粒穿过交界面,颗粒位置和速度以与交界面拓扑一致的方式转换。对于拉格朗日模型,传输模式保持颗粒数、质量、动能和动量守恒。对于混合平面,颗粒包从具有随机角度位置的交界面中出现,在连接到交界面另一侧原分箱的分箱中出现。颗粒包还保持动态属性守恒,但每个颗粒包的颗粒数会更新以反映混合平面两侧的面积比。
蒸发
仅当将多组分液滴蒸发模型用于壁面、挡板和接触交界面时,蒸发模式才可用。这意味着液滴在与边界接触时立即蒸发。如果双向耦合模型处于活动状态,则液滴的质量、动量和能量将传递到连续相中;否则,此模式在功能上与退出模式相同。
VOF 转换
仅当碰撞模型处于活动状态时,VOF 转换模式才可用于壁面。当拉格朗日液滴碰撞干燥壁面时,质量、切向动量和能量都将传递到壁面边界上网格单元中的 VOF 相。当网格单元中的 VOF 液相具有足够的体积分数后,VOF-拉格朗日相的相间相互作用开始生效,在液滴与边界相互作用之前网格单元将吸收这些液滴。
MMP 转换
仅当碰撞模型处于活动状态时,MMP 转换模式才可用于壁面。当拉格朗日液滴或气泡碰撞干燥壁面时,质量、切向动量和能量将传输到壁面边界上网格单元中的 MMP 连续相。当网格单元中的 MMP 相具有足够的体积分数后,MMP-拉格朗日相的相间相互作用便生效。然后,液滴或气泡在与边界相互作用之前被网格单元吸收。















