毕业论文移动版

VOF模型中定义了一个示踪函数α，其在流体1处为1，流体2处为0，0到1之间的值则表示自由表面。可见，CFD后处理中VOF的界面并不是直接算出来的，而是通过计算每个网格内的相场值而后处理出来的。因此，网格越密，界面越薄。我们从下图的小界面微元开始分析：我们定义表面张力，σ，是一种为了保持界面平衡而作用在每单位长度上的力，它是一种和界面相切的界面张力，表面张力的大小主要和流体的特性有关。在曲面中，均衡的流体表面张力和界面压力降，Δp，均衡。这个界面压力降主要取决于表面张力和曲面弧度。

有学者认为InterFoam中的流体体积法被用于分散水汽的接触面，通过在垂直于接触面处施加人工压力梯度，就可以得到形状较为清楚的接触面。在软件中可以通过改变参数来控制人工压力梯度。

3。2。3  InterFoam的应用

Ishimoto[15]（2010）使用InterFoam模拟了考虑气穴效应的汽油喷射系统中的雾化现象。对比了他们的实验结果与连续性计算喷射剖面及破碎现象的图形化结果。

Suraj S Deshpande[16]（2012）等曾为OpenFOAM软件中的两相流求解器InterFoam做了一次性能评估。他们通过对求解器做了各种的确定性指标测试，并给出了完整的评估分析。评估项目包括：

（1）（动力学）纯对流确认性测试；

（2）高韦伯数限制的动力学性能；

（3）表面压力驱动流动的动力学性能。

（1）测试，虽然Interfoam求解性能不如几何重建算法（几何重建方案），但是和VOF方法相比却不相上下。在（2）中他们模拟了高密度比惯性驱动流动得到的计算结果和理论值十分相近。在（3）的试验中，表面张力的作用十分关键，压力表面张力演变的连续性和曲率的准确性也很重要，得到的结果和Francois等人的结论一致。在其他试验中，他们的结论是：Interfoam算法可以确保的表面张力和压力的变化的连续性;此求解器计算的曲率与理论值有10% 左右的微小差异，并且在过程中发生了一些变化。他们还模拟了一些雾化的毛细流，结果与文献中的数据相一致。

3。3  OpenFOAM的计算流程

使用OpenFOAM进行数值模拟计算步骤包括前处理，CFD计算和后处理三个部分。使用OpenFOAM解决特定的流体力学问题的时候，要在OpenFOAM软件中设置控制程序的文件，并且对OpenFOAM的所有设置都会根据OpenFOAM的指定格式在后缀名为。c的程序中进行。

本文中主要介绍用OpenFOAM进行计算的操作，包括网格的生成、初始参数设置、初始边界条件的设定、方程求解方法的选择、离散格式的选择、求解控制的设定、FD计算和后处理。

3。3。1  网格的生成来:自[优E尔L论W文W网www.youerw.com +QQ752018766-

在OpenFOAM的前处理中，我们通过第三方网格生成工具生成网格再转化，一般会选择Gambit，Gridgen，Tetgen，Pointwise等第三方软件，本文中使用的Gambit来生成我们需要的网格。将网格从Gambit软件中导出，使用OpenFOAM中的fluentMeshToFoam前处理工具可以将。msh文件转化成OpenFOAM可识别的网格文件。

3。3。2  初始参数设置

算例文件夹Cylinder下有三个文件夹，分别是以时间命名的data数据，记录初始数据的0文件夹，系统控制文件夹system和控制模型和湍流特性及介质特性设置的文件夹constant。在OpenFOAM中，每个求解变量都有其单独的求解文件。0文件中的U，P，K，epsilon就是记录初始条件的文件，他们的设置方法大致相同。