STAR-CCM+:重力驱动的多相流动仿真

 时间:2024-10-11 18:37:58

模型描述:两个方腔中间由狭长通道联通,初始状态时,一侧方腔充满水,另一侧充满空气,仿真在重力作用下水通过狭长通道流入空气腔侧,压缩空气并逐渐达到平衡的过程。

工具/原料

Simcenter STAR-CCM+ 2020

模型导入

1、打开STAR-CCM+,新建simulation,选择Parallel on Local Host,Compute Processes设为2,点击OK。

2、点击File>Import>Import Volume Mesh,导入multiphaseFlow > gridfs.ccm文件,保存为freeSurface.sim。

3、点击Mesh >挢旗扦渌; Convert to 2D,勾选Delete 3D Regions After Conversion,将3D模型即转化为2D模型。转化为2D模型必须满足:要投影的网格面必须平行于X-Y平面,且某一边界面必须在X-Y平面上,即Z=0的平面。

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4、删除Continua > Physics 1。显示网格。

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物理模型

1、重命名Physics 1 2D为Chambers。设置欧拉多相流模型。

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3、点击H2O > Models > Liquid > H2O > Material Properties > Dynamic Viscosity > Constant,将数值改为0.001002 Pa-s。

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2、展开Initial Conditions,Turbulence Intensity设为0.01;Turbulent Viscosity Ratio设为100;Volume Fraction方法选择Composite,H2O选择Initial Distribution,Air选择Initial Distribution (Air),即定义左侧腔为水,右侧腔为空气。

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3、展开Reference Values,设置Gravity矢量为[0.0,-9.81] m/s^2。

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求解条件

1、展开Solvers,Implicit Unsteady时间步长设为0.005 s。

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后处理显示

1、新建Scalar Scene,Scalar Field选择Volume Fraction of H2晦倘佳鳎O,监控H2O的体积变化,即流动过程。Contour Style选择Smooth Filled。点击Color Bar,将Title Height设为0.04,Label Height设为0.035。

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提交计算

1、保存,初始化,提交计算。

计算结果

1、H2O的体积分布。

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3、将计算过程中存储的图片导入具有animate功能的软件可以制作动图,观察整个过程中H2O的体积分布动图。

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