Fluent空化模型：应用与解析

1. 概念        

流体中的声波其实是一种压力波，在液体中机械振动使其内部压强发生变化，当压力降低时候流体内部或者在一些流固界面上会出现结构断裂从而形成空腔，这种形成空腔的过程便称为空化。

常见的便是船舶螺旋桨在水中的剥蚀

手枪在水中发射

Fluent多相流模型中，无论哪个多相流模型(VOF、Mixture、欧拉等)，在质量传输界面都包含空化模型

2. 模型描述        

当流体流经锐边孔板后，边界层分离会引起的空化问题。流体由压力驱动，进口压力为5.0e5Pa，出口压力为9.5e4Pa。孔板直径为4e-3m，孔板几何参数D/ D = 2.88, L/ D =4。其中，D、d、L分别为进口直径、孔口直径、孔口长度

3. 基本设置        

3.1 导入网格：

使用Fluent软件打开Chapter31.msh.gz网格文件，文件在本文末尾链接资源内。

3.2 修改模型尺寸

在下面的Scaling Factors中的X和Y都输入20，表示X轴和Y轴都扩大20倍

注：Scale Mesh设置

1.上图左边Domain Extents表示的是模型在各维度上的尺寸，下面的View Length Unit in表示模型尺寸以什么单位显示，这个选项只是显示的不同，并不会改变模型大小。

比如，模型X方向2m，Y方向1m，View Length Unit in选择cm，则Domain Extents显示的是X方向200cm，Y方向100cm。只是单位改变了，但是模型尺寸并没有变。

2.下面仔细说明一下Convert Units和Specify Scaling Factors的不同，两种方法都可以真实的改变模型尺寸，但是方法有所不同。

3.Convert Units：是转换单位，也就是同时改变X轴和Y轴的单位，改变了模型的大小。比如模型X方向2m，Y方向1m，选中Conbert Units，在Mesh Was Created IN下选择cm，则Domain Extents显示的是X方向0.02m，Y方向0.01m。

这里把本来的单位m改为了cm,但是因为View Length Unit in仍然是以m为单位显示，因此显示X方向0.02m，Y方向0.01m。

这种方法可以同时对X和Y轴进行缩小固定倍数，但是却无法放大，也就是在上述操作模型尺寸缩小100倍后，无法使用上述方法使模型放大100倍。因此相对来说，第二种方法更好一些。

4.Specify Scaling Factors：指定缩放因子，当选中此项时，可在Scaling Factors栏下输入缩放因子。比如X栏输入2，Y栏输入0.5，则表示模型X方向放大2倍，Y方向变为原来0.5倍。可实现第一种方法的所有功能。

3.3 求解器设置

基于压力求解器，稳态设置，2D Space选择Axisymmetric。参考公众号文章十四Fluent 2D Space设置https://mp.weixin.qq.com/s/32yn0lvopuKUVF7s1_rJjA

4. 设置计算模型