我想模拟一个小油箱在微重力下的自由表面的形状,这个油箱正在非常缓慢地被清空。
- 水箱不是对称的,几何形状由 CAD 给出(例如步骤文件)。
- 表面张力和接触角的建模是必须的。罐的不同壁区域之间的接触角也会有所不同。
- 我不一定需要动态行为。我(现在)不需要流场解决方案
- 以后添加热模拟的可能性将是一个加号。
- 使用 Python 的接口可能性是理想的,但由 CLI 或接口文件驱动就足够了(用于以后的优化研究)
- 开源(但维护)或免费代码将是理想的
- 我不是数值算法的人,所以如果我不必自己实现求解器就好了:D
相关方程是Young-Laplace 方程
,
在哪里是跨界面的压力跳跃,是静水压力(在零重力下可以忽略),是表面张力,并且,是给定点界面的主曲率半径;和杨方程
,
它在接触线上将固体、液体和气体三相之间的表面张力与平衡接触角联系起来在固体表面和液-气界面之间。
到目前为止我调查的内容:
- Surface Evolver /SE-Fit:乍一看很理想,但后来我们意识到大多数示例都具有原始实体/域是有原因的 - 据一位同事说,使用导入的几何体非常麻烦。此外,他在凸边、不稳定性、崩溃方面遇到了相当多的问题,而且通常对于非原始几何图形工作似乎很痛苦。
- Basilisk:看起来很不错,有一个自适应网格器,解决了流场(我不需要),但是虽然它考虑了表面张力,很好地保留了相体积,并且显然没有很好的界面分辨率接触角边界条件的实现!此外,尚不清楚它是否可以很好地与 impoerte 几何一起工作,大多数示例都是盒子或其他原始几何。
- 它的前身Gerris可能是候选者,因为它至少可以规定轴对称情况下的接触角。不幸的是,它似乎不再开发了。
- Fenics看起来非常好,在 Python 中也是如此,但文档和变分公式方法似乎令人生畏。此外,我找不到表面张力界面形状问题的工作示例,如固着滴等,而且似乎没有人在该领域工作
- 我还发现了这个名为HyDro的不起眼的东西,它看起来非常简单和漂亮,但仅适用于平面基板。
我是否缺少任何其他程序或优秀的竞争者来做我需要的事情?