VOF无法较好地模拟出自由液面

zaq275532617

模型是这样的：圆柱搅拌槽内是空气和水两相，上面空气下面水，整个搅拌槽封闭，中间的搅拌桨旋转带动整个流场。
大概是三个问题，具体如下。
1.分成两个域用MRF模拟搅拌器旋转，但是搅拌后自由液面不理想，我看到别人文章里做的是非常好看的抛物型自由液面，但是我的图里面总是黄色和绿色区域非常大。VOF用的是隐式算法，想用显示的，但是一用就发散，算法是SIMPLE（用过piso感觉，没差别），其他都是二阶迎风，时间步长0.005s.不知道哪里设置有问题，麻烦大神们帮帮忙。

2.后来我以为是MRF的问题，改用滑移网格模拟旋转，所有设置都跟MRF一样，除了将动域边界改成interface对.但是结果非常奇怪，一开始上面空气域里就出现非常大的速度，然后整个流场完全乱了，更不要说自由液面了，主要设置在下图中，不知道滑移网格的设置哪里出了问题。麻烦大家了，先谢过！

附件里的文章是别人的，文章里有非常好看的自由液面，诶，真羡慕啊。
3.随便再问一下DPM离散模型可以设置颗粒个数吗，我怎么找不到。比方说在开始的计算之前，在某个平面随机或者均匀地放上100个颗粒，如何实现呢？

[ 本帖最后由 zaq275532617 于 2014-10-5 22:55 编辑 ]

zaq275532617

国庆好凄凉，自己顶一下。

unfettered

是不是网格太稀了，加密看看，而且如果就是中间的柱体旋转，用2维网格就可以实现，这样可以把网格画的很密，而且改一改VOF项的离散格式试试，有个MHRIC格式吧可能会好点，另外显示VOF对自由面的捕捉会比隐式好很多，收敛性确实差，需要极小的时间步长，你可以试试显示变步长的计算，还有计算域是不是太小了点。。。

[ 本帖最后由 unfettered 于 2014-10-6 21:15 编辑 ]

zaq275532617

非常感谢unfettered的回复。
1.网格分别试过结构网格和非结构网格，槽的尺寸为高度480mm,半径225mm，网格数基本上划到200w,感觉已经很密。
2.旋转的搅拌桨是十字的，不是圆柱形，所以我的理解，二维无法实现，一半的圆柱可能可以实现。
3..等下在SIMPLE下把二阶迎风改成MODIFIED HRIC试一试。
4..我看资料上说也是显示的GEO算法液面追踪最准确，但是我尝试了改松弛因子，都无法收敛。一用隐式就收敛。
5.初始值如果将湍流动能和耗散率分别设置为默认的1的话，刚开始计算会出现一百多万的网格粘性比超过1x10^5的提示，然后逐渐减少，直至提示消失。后来我把这两个初始值用FLUENT帮助中带的公式粗略地估算下，都设置为0.00008.这个提示就消失了。
6.时间步长为0.005，搅拌器转速为120r/min,因此感觉步长已经蛮小，不知道是否需要继续减小，我会试试的。
再次非常感谢，如果可以我可以把我的CAS文件传给您。我的QQ:275532617,我也在流体的群里。

漠河

我曾经做过两相流的模拟 最初的结果遇到了和你这个类似的问题，我建议两方面改进：第一是VOF用显式方法，时间步长取小（可以到10e-5），调松弛因子；第二就是计算一下是否需要加表面张力。我之前的问题改为显示计算，分界面就很漂亮了

zaq275532617

非常感谢漠河的回复。
1.我现在也试出了用显示的GEO算法计算，但是其他用的全部都是一阶迎风。尝试用二阶迎风的时候在迭代一万次的时候出现发散，之前一直徘徊在0.005左右下不去，感觉就有发散的趋势了。
2.尝试过调整松弛因子，但是好像都调不出有效收敛的数值。向您请教方法。
3.我现在用的时间步长为0.001秒，8核跑24小时大概能算1.5秒，我大概需要跑出10秒才比较稳定。网格现在120W，有所减少，但感觉不易再减少了，所以再调整时间步长压力太大。
再次非常感谢！如果您方便的话，可以加下我QQ：275532617。我可以把CAS文件传给您看一下，方便向您请教和学习。

漠河

我是几年前做过相关的东西 现在做的也不相关了 了解的也不多了 只是曾经遇到过类似问题。时间步长再减小吧 10e-3太大了 这个计算速度很正常了 我之前的case一次算两周 也就算到15s 我觉得显式调出来 你这个就对了。另外 我倒觉得网格疏密影响不大 网格太密势必也需要减小时间步长以满足稳定性条件 所以我觉得可以用稍粗的网格尝试 算对了再加密。

ydg1234

最近也在研究相关的问题，请教一下整体的网格是怎么画的，是否需要将液体区域和气体区域网格分开画？气体区域和液体区域的交界面的网格是如何处理的？