哪些数值方法可用于模拟两相不混溶流体流过具有高毛细管压力的管道?

计算科学 线性求解器 流体动力学 边界条件
2021-12-03 04:29:47

我正在使用 Ansys FLUENT 软件在大小为 0.6mm x 2.4mm(2 维)的矩形域中模拟两相不混溶排水(空气置换水)。我正在使用带有 PRESTO 压力求解器和 PISO 压力-速度耦合的隐式流体体积公式,以及动量和体积分数的二阶迎风方案。问题是即使使用高度精细的网格,我的方案也会很快发散(在最初的几个时间步内,使用代数多重网格求解器)。当我尝试采取更小的时间步长(大约106s),解决方案需要更长的时间才能发散,但仍然会发散。

我不确定问题是否与求解器本身的选择有关,或者边界条件是否设置不正确。我选择使用 0.0001m/s 的恒定入口速度和出口处的零压力条件。我在其他两个壁上使用了无滑移边界条件,具有壁附着力和 135 度的恒定空气与水接触角。对此的任何帮助将不胜感激!:)

2个回答

听起来您正在使用 Ansys Fluent。正如我从一些 VOF 文章中回忆的那样,它们中的大多数都使用具有显式时间步长的投影方法。如果您使用的是 Fluent,您可以尝试为时间步进找到非迭代时间推进 (NITE) 选项。

我还建议您尝试编写自己的求解器!

在这种情况下,您可以尝试一些非常好的算法。其中之一是由 LANL 的研究人员开发的流体矩 (MOF) 界面重建。以下是一些可能有用的链接:

来自 Int 的论文。J.数字。流体中的方法,以及来自 LANL 网站的关于该方法的简短说明

这是我们对该领域的(开源)条目:http: //www.dealii.org/developer/doxygen/deal.II/step_43.html