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  • OpenFOAM中移动接触线问题(接触角)的边界条件设置
    A Albert Lee

    @李东岳 在 OpenFOAM中移动接触线问题(接触角)的边界条件设置 中说:

    我去,竟然来了!!

    别人提问的话,我这边能收到邮件呢。工作太忙,顾不上逛帖子了。

    另外的话呢,对于像OpenFOAM和fluent这类使用CSF模型来计算气液两相流的话,低速问题时虚拟流动(spurious current)影响较大,做学术研究的话精度恐怕不够。建议用Basilisk去做,精度很高。但是工程问题的话,商软或者OpenFOAM是可以的。其他看到的吧友可以借鉴一下。
    我目前已经不做单纯的界面流动问题了,研究方向稍微有了变化。


  • OpenFOAM中移动接触线问题(接触角)的边界条件设置
    A Albert Lee

    @Prometheus10 在 OpenFOAM中移动接触线问题(接触角)的边界条件设置 中说:

    @Albert-Lee 老师您好,请问您对这个问题有新的理解了吗?谢谢!

    你好! fluent和OpenFOAM里头对于接触角这块儿的处理,还是基于Hirt在1981年提出的那套计算方式。也就是在接触角边界处给定气液界面的法矢量,从而反演到表面张力的计算当中。因此,在这个网格上,基于fluent或者OpenFOAM去算的话,给定no-slip或者slip速度边界,所得到的结果是一样的。希望对你有所帮助。Hirt的算法,可以找一下SOLA-VOF的报告,里头有详细的介绍。


  • 关于东岳流体网站塔式服务器算例测试时间的疑问
    A Albert Lee

    @李东岳 谢谢!


  • 关于东岳流体网站塔式服务器算例测试时间的疑问
    A Albert Lee

    关注到有关算力的问题。
    在东岳老师网站(http://dyfluid.com/DMmodel.html)
    上标了塔式CPU服务器,里头有链接2(https://mp.weixin.qq.com/s/iSHKGPrELWsg1PZiGjPt6g)
    提到说不到4万元的机子算3000万网格耗时150-180s,见下面的截图:
    a0780988-a9da-4a0e-bbc9-5410b585c831-image.png

    但是在原网站上面也标注了时间:

    9eb9f945-2b78-4350-87bd-0daa1f010aea-image.png

    那么,红色框出来的算例耗时,是这三台机子性能调优之后的结果?还是调优之前的?,都是64核在跑吗?是在什么平台上?也是算40步吗?
    不管怎么说,里头DM24耗时达到429s,与第一个截图的结果还是相差甚远的。是不是哪里标注错了呢?
    希望东岳老师能标注或者回复一下,谢谢!@李东岳


  • fluent VOF 和level set 耦合
    A Albert Lee

    @lionel学fluent 你好,在命令窗口有,你上网搜一下,我已经好久没用这个了。不过据我当时的测试,加了heaviside之后,效果并不明显,所以其实可以不用开这条。


  • OpenFOAM中移动接触线问题(接触角)的边界条件设置
    A Albert Lee

    @东岳 请问李老师您能帮忙看一下这个问题吗?之前也了解到您做了许多这方面的很好的工作。另外,我在openfoam里面试着对比了一下无滑移和自由滑移的速度边界条件,发现二者的差别非常小。
    另外不知道openfoam里面是不是也按照式(2)的方式,通过接触角算出界面的法向量,以此来植入接触角边界的?鄙人目前还看不懂openfoam源码,只是简单的应用,惭愧。所以向您请教。


  • OpenFOAM中移动接触线问题(接触角)的边界条件设置
    A Albert Lee

    大家好!这里有一个关于移动接触线问题的边界条件设置问题,需要向您各位请教。
    在处理多相流移动接触线问题的时候,目前的理论给出的结论是移动接触线附近不能是无滑移边界条件(no-slip),因为这样在求解的过程中会产生奇异性。常见的做法是给定一个滑移速度:
    \begin{equation}
    u=\lambda \frac{\partial u}{\partial y}
    \end{equation}
    其中,$\lambda$是滑移长度,具有分子自由程尺度(纳米量级)。接触角的维持可以通过
    \begin{equation}
    \mathbf{n} = \mathbf{n}_w \cos \theta + \mathbf{n}_t \sin \theta
    \end{equation}

    当我用OF模拟时,比如一个毛细管液体爬升问题,在管壁的边界条件设置的是no-slip条件,并给定了接触角值,用的是interfoam,模拟结果也符合物理事实。这个就有点奇怪!
    我想请教一下:
    (1)OF中在涉及到接触角/移动接触线问题的边界处理时,在接触线位置及其附近是否去掉了no-slip条件,而默认改为滑移边界条件?如果是,里面有没有滑移系数的设置?(我暂时没找到OF的说明文件,初学OF)或者是直接就采用滑移条件,$u_2 = u_1$ 这样子的?
    (2)另一种可能的情况是,在所有的固壁边界上都默认去掉了no-slip条件,改为滑移边界条件?
    因为不是自己编程,里面的具体情况不得而知,还请各位老师指点一下,或者能查到OF里面的说明也好。

    另外,若是自己编程的话,只需要在移动接触线附近采用(1)式所示的Navier-slip条件即可,其余固壁边界上仍可以采用no-slip边界条件。其实fluent里面也是这样,给no-slip条件仍然能计算得很好,不知道里面具体是怎么操作的。

    Reference:
    [1] SNOEIJER J H, ANDREOTTI B. Moving Contact Lines: Scales, Regimes, and Dynamical Transitions. Annual Review of Fluid Mechanics, 2013, 45(1): 269-292.
    [2] SUI Y, DING H, SPELT P D M. Numerical Simulations of Flows with Moving Contact Lines. Annual Review of Fluid Mechanics, 2014, 46(1): 97-119.


  • Fluent VOF 耦合Level-Set方法时的Density correction 抑制虚拟流动
    A Albert Lee

    @刘晓刚 我回复至你那个问题里面了。单个因素试着来,逐一排查,应该会找到原因的


  • Fluent VOF 耦合Level-Set方法时的Density correction 抑制虚拟流动
    A Albert Lee

    @刘晓刚 这个耦合了vof,即使你初始化levelset为0,后面计算会结合vof自动赋值的


  • fluent VOF 和level set 耦合
    A Albert Lee

    交换一下主次相试试看,可以先不用Heaviside修正。fluent里面的这个修正感觉有时候效果反而不好


  • Fluent VOF 耦合Level-Set方法时的Density correction 抑制虚拟流动
    A Albert Lee

    @刘晓刚 直接全场给0或者1皆可,一个迭代之后自然会算出相应的levelset值。


  • interFoam求解器的液滴的奇怪现象(虚假速度?)
    A Albert Lee

    @麦迪文 看了一下您这个模拟也是将热毛细力加到气液界面上了吧?我想请教一下udf里面是先用adjust求出梯度,用udm纪录后再在将热毛细力添加到动量源项里?我是算一个带有热毛细的液体晃动(不做液桥方向),感觉跟这里类似,所以请教一下您


  • interFoam求解器的液滴的奇怪现象(虚假速度?)
    A Albert Lee

    @麦迪文 虚拟流动方面现在一些开源代码如Gerris等都已经做得很好了,貌似level set效果也好一些。时间充裕的话可以看看,但是对于自己的问题又可能不太适用,修改起来挺麻烦。


  • interFoam求解器的液滴的奇怪现象(虚假速度?)
    A Albert Lee

    @麦迪文 我也是用vof方法,因为还有气相,所以热毛细力只能加在气液界面上。但是微重力条件下虚拟流动很厉害,跟热毛细速度在一个量级上,所以对结果准确性影响比较大


  • interFoam求解器的液滴的奇怪现象(虚假速度?)
    A Albert Lee

    @麦迪文 您的热毛细力是加在边界吧?我是要加在计算域里头,所以有点麻烦,热毛细力的公式是$\mu \nabla u = \sigma_T \nabla T$吧?


  • interFoam求解器的液滴的奇怪现象(虚假速度?)
    A Albert Lee

    @麦迪文 您好!我想在计算域里面的气液界面加热毛细条件的udf,不知道如何添加。请问您是怎么做的呢?方便给我一份您的热毛细udf参考一下吗?非常感谢您!我的邮箱是lijichengbitao@163.com


  • Fluent VOF 耦合Level-Set方法时的Density correction 抑制虚拟流动
    A Albert Lee

    @东岳 真的十分感谢!算例上传上来了,见附件。spuriousCurrentArc4-1.zip


  • Fluent VOF 耦合Level-Set方法时的Density correction 抑制虚拟流动
    A Albert Lee

    @yfclark 谢谢!我也试过了将计算域从原来的1cm x 1cm 扩大到1m x 1m,虚拟流动比原来的略有减小,但是没有量级上的变化。fluent中耦合level-set的方法只是用来计算相界面法向量和曲率,体积分数仍然由vof方法确定。


  • Fluent VOF 耦合Level-Set方法时的Density correction 抑制虚拟流动
    A Albert Lee

    @yfclark 这只是时间尺度的估计,能得到一个基本的数量级,具体问题的话还要看条件。在这种毛细力主导的流动中,该特征时间与毛细波的振荡频率相对应,至少保持在同一数量级。


  • Fluent VOF 耦合Level-Set方法时的Density correction 抑制虚拟流动
    A Albert Lee

    @东岳 谢谢东岳老师的回复!
    0.1sV.png

    如上图所示,我在这样的举行计算域里面(蓝色为液相,红色为气相,水),初始化的时候气相即为圆,没有重力及其他体积力,0速度场,0相对压力场。界面用CFS模型平衡。这样的话,理论上,计算一段时间之后,流场的速度应该为0(在数值收敛精度以下)。但是一开始算,界面上就会出现这种虚拟速度,速度适量如图所示。该结果实在确保网格无关、时间步长无关的情况下。(有关虚拟流动的研究已经有很多论文,检索 spurious/parasitic currents 即可)。而且,这种速度会导致界面变形,例如在本例中,无法维持为圆形。上图是FLuent 中VOF方法的0.1s计算结果。

    以下是相同条件下中 interFoam的模拟结果结果前两幅图是0.1s的相分布和速度云图,后两幅是5s的相分布和速度云图。
    0.1vof.png o.1V.png 5vof.png 5v.png

    可以看到,在0.1s时,由于虚拟流动的存在,圆形的气相区域已经变得有些“方”。在5s时气相直接跑到了一角。
    这样比较下来,Fluent中利用PLIC方法捕捉的界面更准确一点。但影响还是很大。

    因此,我试图利用FLuent中的coupled level set 方法,其帮助文件里面有降到到我在前一问中提到的 density correction 和heaviside correction 。结果发现利用heaviside correction 方法抑制虚拟流动的效果和VOF方法相比差别不大。但是利用density correction效果就很好。
    为了确保其准确性,我在上述的计算域中初始化气相区域时将圆形改为正方形,让它来通过计算恢复为圆形。在这一过程中,发现利用density correction计算时,气相区从方形到圆形恢复得特别慢。
    我们知道,该过程为毛细力主导,特征时间是 $t=\sqrt{\rho_l R^3 / \sigma}$,在0.01s量级,二利用 density correction计算的结果在1s量级,显然不对。而用其他方法包括 heaviside correction 算的结果在时间量级上正确。
    因此,我才在最初的问题中说“严重怀疑fluent中coupled level set 方法中的density-correction有误”。

    (模拟算例是改的Dam的那个例子,只改了计算域和相分布、物性)折腾了半天还没弄好打包的,Linux盲,请见谅。:baobao:

    在这里是想请教一下您/各位有没有这方面的经验、方法?面临毕业,自己编程序有点来不及。谢谢各位了。

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