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achao6918

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专业: 多相流热物理学

[交流] 【转载】对于VOF学习的几点体会

对于VOF学习的几点体会
1、对于网格的选择
尽量选择四边形或六面体网格，而不用三角形或四面体网格，以简化多相流问题。
2、对于VOF公式的选择
Geo-Reconstruct：是目前最精确的界面跟踪方法，是对大多数瞬态VOF计算所推荐使用的方法。
Donor-Acceptor：在网格中包含很多扭曲的六面体单元，可用该公式代替Geo-Reconstruct。
Euler-Explicit：可解决Donor-Acceptor公式仅对四边形、六面体网格有效的问题，可用于三角形或四面体网格计算；也可以用于Geo-Reconstruct不能给出满意结果的情形。
注意：Geo-Reconstruct和Donor-Acceptor，必须保证在区域内没有双边壁面。
3、对于VOF模型相的定义
原则上可以根据个人的喜好定义。如果其中有一相是可压缩的，为了提高解的稳定性，应指定该相为主相。
注意：在VOF模型中，只能有一相是可压缩的。
4、关于表面张力和壁面粘附
对于网格的选择：在表面张力有重大影响的计算区域内应使用四边形或六边形网格。
在打开Wall Adhesion后，在wall边界条件下指定接触角为每一对
相。（接触角定义：当系统达到平衡时，在气、液、固三相交界处，气-液界面和固-液界面之间的夹角。实际反映的是液体表面张力与液-固界面张力间的夹角。）
提高解的收敛性：对于涉及到表面张力的计算，建议在Multiphase Model panel 中为Body Force Formulation 打开 Implicit Body Force。这样做由于压力梯度和动量方程中表面张力的部分平衡，从而提高解的收敛性。
5、关于运算环境的设置
对于VOF计算，应当选择Specified Operating Density，并且在Operating Density 下为最轻相设置密度。这样做排除了水力静压的积累，提高了round-off精度为动量平衡。同样需要打开 Implicit Body Force，部分平衡压力梯度和动量方程中体积力，提高解的收敛性。
Reference Pressure Location（参考压强位置）应是位于流体永远是100%的某一相（空气）的区域，光滑和快速收敛是其基本条件。
6、关于求解器的设置
压力插值方案：对于所有的VOF计算，应当使用body-force-weighter或者 PRESTO!压力插值方案。
对于Implicit 和 Euler Explicit 方程，为了提高相间界面的清晰度，应当为体积分率方程选择采用second-order或者QUICK离散方案
速度压力耦合方案：通常瞬变流计算建议采用PISO方案。使用PISO时允许增加所有欠松弛因子的值，而不会减弱解的稳定。对于
四边形和三角形网格上的计算，用PISO方案时，为了提高稳定性，建议为压力选欠松弛因子为0.7-0.8。
注意：当FLUENT进行任何模拟时，如果前松弛因子设置为1时，解出现不稳定、发散行为，欠松弛因子必须减小；提高稳定性的另一个方法是减小时间步长。（使用稳态隐式的VOF方案，为了提高稳定性，所有变量的欠松弛因子应设置在0.2-0.5之间。）

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