案例演示利用Fluent仿真计算水滴滴落到固体壁面后的行为。

如下图所示。

1 问题描述

一滴水在重力作用下滴落到固体壁面上。为节省计算资源，采用2D轴模型进行计算。

注：这种问题应该使用3D模型进行计算，但3D和2D的设置过程完全相同。

计算模型比较简单，为一个60x30 mm的矩形。注意轴对称模型的对称轴必须为x轴，重力加速度沿x轴负方向。液滴采用patch的方式创建。

在SCDM中生成计算网格，注意液滴活动区进行网格加密。

计算网格如下图所示。

2 Fluent设置

• 采用3D、Double Precision方式启动Fluent，并读取计算网格

2.1 General设置

1. 激活选项Transient采用瞬态计算
2. 激活选项Gravity，并设置重力加速度为X方向-9.81

2.2 Materials设置

• 从材料库中添加材料介质water-liquid

2.3 Models设置

• 激活Volume of Fluid多相流模型，激活选项Implicit Body Force，其他参数采用默认值

• 指定air为主相，water-liquid为次相

• 激活选项Surface Tension Force Modeling及Wall Adhesion，指定表面张力系数为0.071 N/m

• 采用层流进行计算

2.4 边界条件设置

• 指定边界walls的壁面接触角为150°

注：这里的接触角应设置为次相一侧的角度。

2.5 Methods设置

• 进入Methods面板，如下图所示设置

2.6 创建Cell Regions

• 采用下图所示的参数创建Region

2.7 初始化

• 进行全局初始化

• 利用Patch指定水滴

patch完毕后可以查看液相体积分数，如下图所示。

2.8 设置计算参数

• 设置时间步长为0.005 s，时间步数为2000步

注：时间步长取大了非常容易发散。

3 计算结果

本案例仅为演示教程，计算结果并没有实际意义。

计算了0.45 s，大致情况像下面这样。***限制GIF的帧数，图形看着有点不流畅。水滴还是蛮Q弹的。

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