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  3. compressibleInterFoam计算气泡溃灭

compressibleInterFoam计算气泡溃灭

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7 帖子 3 发布者 5.8k 浏览
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  • 阿 离线
    阿 离线
    阿飞
    写于 最后由 编辑
    #1

    想请问一下各位老师,使用compressibleInterFoam计算单气泡溃灭时,能量方程发散是因为什么原因呢?
    1、OpenFOAM版本:OpenFOAM v2006
    2、计算模型:二维轴对称模型
    fc28825c-0d3a-4e30-9868-9f1562677935-image.png
    3、边界条件:模型有四个边界,其中有两个是wedge边界,有一个是empty边界(对称轴),剩下的一个就是远场边界。对于远场边界,alpha:zeroGradient p_rgh:fixedFluxPressure U:noSlip
    上述边界中,速度边界是论文中给出的。其余边界尝试过使用totalPressure、inletOutlet、pressureInletOutletVelocity,对计算结果没有太大的影响。
    4、热物理模型:气体采用理想气体模型,液体采用Tammann状态方程
    c76e6ab4-f439-4677-a8bb-074c8cee3297-image.png

    93f2bfaa-26f8-45f1-9d79-b8385a8b9dda-image.png

    经过检验,液体采用perfectFluid状态方程同样会使得能量方程发散。
    5、初始条件:初始化气泡半径747微米,10Pa,293.15K。周围液相环境:101325Pa、293.15K。

    以上就是主要的设置内容,仿真在计算到6.2e-5s时,能量方程突然发散,提示负温度。查看此时的云图发现如下现象:
    74c88cfc-ab73-42e9-b4a2-d3243ac9afd7-image.png
    相分数图中边界模糊,且此部分压力场与速度场非常奇怪,出现这样的原因时网格的问题吗?
    1437aaac-8a72-440c-ab0e-16f827995437-image.png

    6、以上仿真内容是尝试更改pMin参数得来的。pMin参数如果按照默认值1e4可以一直计算求解器不会崩溃,单结果与论文相去甚远。以上仿真是将pMin参数更改为10得到的结果,实在找不到原因是什么了,请各位老师帮忙指导一下!

    P.S. 前期已经调研过能量方程发散的原因,可能是因为网格问题、时间步长、边界条件不适当、初始条件问题。
    网格已经经过一次加密、库朗数也维持在0.1左右、边界条件因为很简单可调整空间不大、初始条件是论文中给出的数据。

    1 条回复 最后回复
  • 李东岳李 离线
    李东岳李 离线
    李东岳 管理员
    写于 最后由 编辑
    #2

    这个问题不好解决,发散的表现是T方程,但是本质是来源于alpha方程。我曾经想过2种方法:

    1)更改T方程为能量方程
    2)更改现有方程为五方程VOF模型
    3)alppha方程采用更高级的传输方法

    不管怎么样,都需要一定的工作。我的经验感觉这个算例网格如果比较稀疏,结果会比较好。但就要在界面尖锐和稳定性之间作取舍。

    http://dyfluid.com/index.html
    需要帮助debug算例的看这个 https://cfd-china.com/topic/8018

    阿 1 条回复 最后回复
  • 李东岳李 离线
    李东岳李 离线
    李东岳 管理员
    写于 最后由 李东岳 编辑
    #3

    The equation system implemented in compressibleInterFoam is not satisfactory. More related works:

    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021999117301948

    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021999114005270

    https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-fluid-mechanics/article/abs/temperatures-produced-by-inertially-collapsing-bubbles-near-rigid-surfaces/C8016A06C6F71CE5C44B1BD7EEFFCDEB

    http://dyfluid.com/index.html
    需要帮助debug算例的看这个 https://cfd-china.com/topic/8018

    1 条回复 最后回复
  • 阿 离线
    阿 离线
    阿飞
    在 中回复了 李东岳 最后由 编辑
    #4

    @李东岳 感谢李东岳老师的回复,我尝试去研究一下,后续有什么进展会发上来的。:xinxin2: :xinxin3: :xinxin3: :xinxin2:

    1 条回复 最后回复
  • 阿 离线
    阿 离线
    阿飞
    写于 最后由 编辑
    #5

    已解决:使用foam-extend4.1版本中的compressibleInterFoam求解器,模型修改为球对称模型,计算正确。
    P.S. foam-extend4.1中的compressibleInterFoam没有耦合温度方程,计算过程中没有出现上述问题。
    参考文献:Numerical modeling of laser generated cavitation bubbles with the finite volume and volume of fluid method, using OpenFOAM

    李东岳李 1 条回复 最后回复
  • 水 离线
    水 离线
    水墨风古
    写于 最后由 编辑
    #6

    老师您好,我也是做这方面的课题,可以分享一下案例或者代码吗?十分感谢

    1 条回复 最后回复
  • 李东岳李 离线
    李东岳李 离线
    李东岳 管理员
    在 中回复了 阿飞 最后由 编辑
    #7

    @阿飞 过去4年了,今天我才发现foam-extend 4.1用的是绝热compressible VOF。我还进一步看了一下,OpeNFOAM-12还是用的T方程

    http://dyfluid.com/index.html
    需要帮助debug算例的看这个 https://cfd-china.com/topic/8018

    1 条回复 最后回复

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