Fluent多相流案例：VOF曝气池与水滴滴落

Case1. 曝气池

  如下图所示，在计算域下方为水，水高1米，上方为空气，空气高度为0.5米。在计算域下边界上存在三个进气口，空气从进气口进入水中之后向上漂浮。模型在Spaceclaim中绘制，通过 Split 功能将计算域分成空气和水两部分，并在下边界处分割出三个0.05米的速度入口边界。

打开网格设置，水区域命名为 face_water，空气部分命名为face_air，下底部三个入口分别命名为inlet1，inlet2，inlet3，上方出口命名为outlet。网格大小设置为5毫米，生成网格如下图所示：

导入Fluent中，如下图所示，

打开瞬态计算，重力加速度设置为-9.81。

打开多相流VOF模型，液体材料添加液态水。

VOF中设置如下：

主相设为水，第二相设为空气

表面张力系数设为0.073

三个进口速度设置相同，进口速度为0.3，空气体积分数为1。

出口压力设为0，空气回流体积分数设为1。

如图所示进行初始化

采用Patch将水区域空气体积分数设为0。

设置时间步长0.001s，计算1000步。得到不同瞬时空气体积分数分布为：

Case2 液滴撞击壁面

如图所示采用二位轴对称模型模拟液体撞击壁面，液滴沿着X轴方向下降。

液滴直径4毫米，初始距离下底面20毫米。

在FLuent中设置如下：

采用轴对称模型，重力沿着X轴方向。

打开VOF模型，采用层流计算，添加材料液态水。

VOF设置如下：

主相设置为空气，第二相设置为水

表面张力设置为0.073，打开壁面黏附模型（wall adhesion）

壁面设置如下，接触角设置为100

初始化设置：

通过Cell Registers添加液滴初始位置

通过Patch将液滴位置处液体的体积分数设为1.

开始计算。

计算完毕后，液体下落过程见视频： https://www.bilibili.com/video/BV16G411P7GP/?spm_id_from=333.999.0.0

模型文件见评论区。