空化物理现象仿真
一
案例介绍
该案例模拟了由于突然收缩在尖锐边缘附近形成高压区域，导致空化的物理现象。
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几何尺寸 |
材料参数 |
边界条件 |
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L1=1.60 cm L2= 3.20 cm r1=1.15 cm r2=0.40 cm |
液体：水 密度：1000 kg/m^3 黏度：0.001 kg/m-s 气体：水蒸气 密度：0.02558kg/m^3 黏度：1.26×10^--06 kg/m-s |
P1=2.5×10^8 Pa P2=9.5×10^4 Pa T=300 K P-vapor= 3540 Pa |
二
进行模型网格划分
▼此处我们采用了四边形网格，网格数量为3765。
三
Fluent设置
▼ 打开Setup，弹出Fluent登录界面进行设置，这里我们选用2D打开。
3.1General设置
▼ 这里我们采用稳态方式来进行求解，默认选用Steady，因为对称性，勾选Axisymmetric。
3.2Models设置
▼ 打开Multiphase模型。
▼ 选择Mixture，欧拉相选择2相，在Formulation中勾选Implicit。
▼ liquid选择water相。
▼ vapor选择water-vapor，粒径填写1e-10。
▼ Phase Interaction设置按图中操作。
▼ 切换到Interfacial Area，选择ia-symmetric。
▼ 打开k-epsilon(2 eqn)模型。
3.3Materials设置
▼ 将water的密度设置为1000，将粘度设置为0.001。
▼ 将water-vapor的密度设置为0.02558，将粘度设置为1.26e-06。
3.4边界条件设置
▼ 打开inlet_1，按图中设置参数。
▼ 打开outlet，压力设置为95000 Pa，其他按图中设置。
3.5Solution Methods设置
▼ 使用Coupled求解方式。
3.6Controls设置
▼ 按图中的松弛因子设置。
3.7Run Calculation设置
▼ 迭代步数设置500。
四
CFD-POST后处理
▼ 得到如下速度云图。
▼ 得到如下水蒸气体积分数云图。
▼ 在模拟求解值与实验值下对比流量系数数值。
参考文献：
W.H. Nurick, “Orifice Cavitation and Its Effects on Spray Mixing”. Journal of Fluids Engineering, Vol.98, pp. 681-687, 1976
操作压力对于不可压理想气体流动来说是十分重要的，因为它直接决定了不可压理想气体定律所计算出来的密度。因此，你必须保证适当的设定操作压力。
操作压力在低马赫数可压流动中具有十分重要的意义，因为它在避免截断误差问题中扮演了重要的角色，如操作压力，标准压力和绝对压力一节所述。同样地，你必须保证适当地设定操作压力。
对于高马赫数可压流动，操作压力的意义就不是很明显了。在这种情况下，压力的变化比低马赫数可压流动中压力的变化大得多，因此截断误差不会产生什么实际的问题，因此也就不真正需要使用标准压力。事实上，在这种计算中使用绝对压力通常会更方便。因为FLUENT 总是使用标准压力，所以你可以简单的设定操作压力为零，而使标准压力绝对压力相等。
如果密度假定为常数，或者密度是从温度的轮廓函数中推导出来，那么根本就不使用操作压力。需要注意的是：默认的操作压力为101325 Pa。
艺痴必精
没错，就是我
2019.03.24