设置相间相互作用

相间相互作用描述两种材料(相)如何互相影响。最初,所有三个相均匀混合。可以定义两个相间相互作用:一个是水相和油相之间的相互作用,另一个是油相和空气相之间的相互作用。

在水-油相的相间相互作用中,选择水相作为主相,油相作为次相。此外,还要选择表面张力模型(表面张力系数为 0.072 N/m),以考虑相分离过程中的表面张力效应。对于油-空气相互作用,选择油相作为主相,空气作为次相。

为了模拟分离过程,可为两种相间相互作用激活基于 Schiller-Naumann 拖曳滑移速度法。

要定义相间相互作用:

  1. 定义油-水相的相间相互作用:。
    1. 在物理 1 连续体中,右键单击模型 > 多相相互作用 > 相间相互作用节点,然后选择新建 > 水 > 油。
    2. 将相间相互作用 1 节点重命名为水-油。
    3. 对于相间相互作用水-油,选择以下模型:

      组合框

      模型

      可选模型

      相互作用长度尺度

      滑移速度
      表面张力
      多相材料(自动选择)
    4. 编辑相互作用长度尺度节点并设置以下属性:
      节点 属性 设置
      第一离散相互作用长度尺度 值 1.0E-4 m
      第二离散流态相互作用长度尺度 值 1.0E-3 m
      第一状态相互作用长度尺度指定水中分散的油滴的典型尺寸。第二状态相互作用长度尺度指定油中分散的水滴的典型尺寸。应根据网格单元尺寸选择值,因为大于网格单元的液滴或气泡被视为大尺度交界面,而不是离散相。
  2. 定义油-空气相的相间相互作用:
    1. 在物理 1 连续体中,右键单击模型 > 多相互动作用 > 相间相互作用节点,然后选择新建 > 油 > 空气。
    2. 将相间相互作用 1 节点重命名为油-空气。
    3. 对于相间相互作用 Oil-Air,选择以下模型:

      组合框

      模型

      可选模型

      相互作用长度尺度

      滑移速度
    4. 编辑相互作用长度尺度节点并设置以下属性:
      节点 属性 设置
      第一离散流态相互作用长度尺度 值 1.0E-3 m
      第二离散流态相互作用长度尺度 值 1.0E-4 m
  3. 选择基于拖曳滑移速度方法:
    1. 展开区域 > 储罐 > 相条件节点。
    2. 多选水-油和油-空气节点,右键单击其中一个选定节点,然后选择编辑...。
    3. 在多个对象对话框中,选择物理条件 > 滑移速度方法节点,然后将选项设为基于拖曳的滑移。
    4. 单击关闭。
    激活基于拖曳的滑移后,Simcenter STAR-CCM+ 将应用 Schiller-Naumann 曳力系数法。
  4. 保存模拟。