VOF模型在FLUENT中的仿真步骤解析

vof模型可以仿真如下类似的工程案例： 污水排水管的仿真。

具体操作步骤

1、模型定义：

本次案例主要仿真如下案例：

一个喷头内的高压水流喷入真空室中，同时撞击了一个挡板。

2、网格划分

为了定义初始的水、和空气的区域，本人将模型划分为两个区域。 同时采用六面体网格划分。
注意：六面体网格对于多相流的仿真较不容易收敛，所以在仿真时要适当减少时间步长才可以仿真，或者也可以采用四面体网格划分，容易收敛，但是计算量则较大。

初始条件、以及网格划分显示：

进口与出口的定义：

3、fluent程序设置

首先打开funet程序，打开时，建议打开 多线程计算（线程数依据自己电脑型号），可以采用 双精度计算（double precision），mixture模型必须采用双精度进行计算。

4、fluent中设计流程

4.1： 打开flunet后，首先设置仿真流程为 瞬态仿真。transient 。

4.2： 然后打开两相流模型，点击 multiphase 选项 。

而后出现下面所示的对话框：

1）：首先选择 vof模型（volume of fluid）

2）、（3）：选择为 explicit 分析类型。courant数默认为 0.5可以依据下面公式计算合适值，注意！一般不能大于1.

4）：设置相的个数为两相流：空气、水。

courant数计算公式：https://zhuanlan.zhihu.com/p/126268631

4.3： 设定两相材料，以及主次相。



在材料库中添加 水（液体）相。

然后，回到多项模型设置的位置，设置主次相。

选择第一个相为 air 空气

设置第二相为 水。

4.4： 选择流体模型，为 k-epsion模型：

4.5： 设置边界条件，注意不要出错。
初始情况应该如下所示：

   a区域充满水、 b区域充满空气，in入口为水流入口，为15000pa，高压水，out为空气出口，为真空区，压力为-50000pa。

首先点击 in 选项，

设置类型为 mixture （ 混合相边界条件设置。），选择入口为压力入口**：presure-inlet**。而后输入压力为15000pa。

设置好 入口 in的混合相边界条件后，设置水相边界条件，设置水相体积分数为1，（即权威水流入。）

而后设置out 选项，初始条件下，out出口全部为空气，没有水，水体积分数为0，压力为-50000pa

4.6： 初始化计算；点击初始化选项，选择 hybrid 初始化


待初始化完成后，设置水相、空气相的初始化设置。

依据之前的模型来初始化模型：


点击 patch

选择A区域（本人定义为喷头区，pentou），由于A区域全为水，所以初始化该区域水的体积分数为1. 初始化流程如下图所示。设置好后，点击弹出窗口下部的patch选项

而后，选择b区域（我定义的名称为shi区域），真空室区域全为空气，水体积分数为0


点击patch按钮后。成功。

4.7： 计算设置

设置每隔100步保存一次计算数据：


设施好步长与步数，开始计算，

结果为本人多次尝试的值，计算发散可以减少步数，或者细化网格、采用四面体网格等措施。

计算结果：

可以看到大于等于空气密度的混合相流的边界。计算成功。

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