[真人讲解]基于六自由度重叠网格的斜抛入水fluent仿真

六自由度属性里质量填成1kg，物体入水直接弹飞了，水花溅到计算域外面。质量、惯性矩、初始速度、角速度都在Dynamic Mesh→Six DOF里设，或者用DEFINE_SDOF_PROPERTIES宏，斜抛的话初始速度按角度分解，Vx=V*cosθ，Vy=V*sinθ，Vz=0，角速度看抛的时候转不转，转的话omega_x、omega_y、omega_z填上，惯性矩用CAD软件查，质心在物体几何中心还是重心，差一点入水姿态就偏了。视频里讲内置六自由度不用写UDF，填几个参数就行，质量、惯性矩、初始速度、角速度，斜抛角度在全局坐标系里分解，别跟局部坐标系搞混。

组件网格包住物体，外围一圈圆柱或者球，外边界指定为overset，不能等到Fluent里再改。背景网格覆盖整个水槽，尺寸可以粗一点，六面体或者多面体都行，重叠区域至少四层网格厚度，物体运动范围大就再留宽，太薄了供体单元找不到，orphan出来计算直接崩。网格工具里把背景和组件分开画，两个cell zone，导进Fluent里Merge。组件网格在物体表面加密，边界层第一层0.1mm，增长率1.2，层数10，水面附近也加密，不加密飞溅看不到。

VOF两相，主相空气，次相水，表面张力0.072 N/m，CSF模型勾上，重力Y方向-9.81。初始化用Standard，然后Patch水区域，z轴以下填水，以上填空气，水面附近网格加密到物体尺寸的十分之一。斜抛入水溅射大，水面附近不加密根本看不到飞溅。VOF格式用Geo-Reconstruct，压力速度耦合PISO，压力离散PRESTO，动量二阶迎风。

时间步长1e-4秒起步，物体速度5m/s的话一个时间步走0.5mm，组件网格最小单元0.5mm的话刚好，再大就负体积。Courant数界面0.25，全局2，六自由度子步数设10，每个时间步内迭代10次物体运动，算得准一点。VOF和六自由度耦合，时间步大了物体穿过水面时力突变，残差炸。双精度必须开，单精度插值误差积累，物体轨迹会漂。

Domain→Mesh Interfaces→Create，选背景和组件，命名，点Create。Display→Mesh→Cell Type，Solve cells绿色，Receptor蓝色，Donor红色，Orphan没颜色，看有没有Orphan，有的话把重叠区域加密或者组件外边界往外推。优先级背景设0，组件设1，两个物体靠近时都设1。六自由度属性里质量填错那次，物体入水后往上飞，查了半天是质量少了一个零。惯性矩坐标系不对，物体绕错轴转。重叠区域太薄，物体一运动就orphan。

轨迹用Six DOF Motion History，导出物体质心坐标、速度、角速度，力用Report→Forces，选物体壁面，方向按入水角度。水花用VOF体积分数等值面，0.5的等值面就是水面。跟实验对比看入水角度和速度衰减，差太多查质量、惯性矩和阻力系数。时间步大了，VOF界面破碎，飞溅算不出来。六自由度属性里的初始速度方向跟全局坐标系不一致，斜抛角度分解错了。

下次把那个球体入水的算例换成圆柱体，六自由度属性里的惯性矩要重新算，圆柱绕横轴的惯性矩跟球不一样，那个公式是……

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