直接计算气泡流问题，欢迎讨论

Cav

现拟采用的计算方法：
1.基于interFOAM求解器；
2.基于压力的可压缩算法；
3.VOF处理两相。

在上述求解器基础上作改动，使气泡的计算实现以下效果：
1.在恒定速度入口的流场中，能使气泡的位置固定下来而不随流体流走，类似于做一个“气泡绕流”；
2.不能影响气泡在同等工况参数下的正常变形。

想在上述计算方法的基础上作改动，实现使气泡流的计算达到上述两个效果，大家可以提出什么好的办法呢？

附：如今可以参考的，有类似做法的两篇文章：
1.Feng J , Bolotnov I A . Evaluation of bubble-induced turbulence using direct numerical simulation[J]. International Journal of Multiphase Flow, 2017, 93:92-107.
2.Thomas A M , Fang J , Feng J , et al. Estimation of Shear-Induced Lift Force in Laminar and Turbulent Flows[J]. Nuclear Technology, 2015, 190(3):274-291.

李东岳

@Cav 在直接计算气泡流问题，欢迎讨论中说：

在恒定速度入口的流场中，能使气泡的位置固定下来而不随流体流走，类似于做一个“气泡绕流”；

这种方法就可以，实现起来非常简单，用interFoam即可

Cav

李老师好！
问题是，怎么能实现让气泡能固定下来呢？
直接用interFoam计算，实际上泡就随流体流走了，就跟实际情况那样。
但是我们想定量地研究这个问题，就要实现把气泡固定下来，同时又不影响气泡的正常变形。
哎，这实际上是个很糟心的问题。在这个问题上我已经花了大概半年时间，尝试过好几种方法，对现有的求解器做了很多修改，仍然没有实现这个目标。
迫不得已，跑到论坛上来请教，看大家能有什么办法。

李东岳

你要好好的调节进口速度，同时计算域扩大一些，是需要一些精细的调试

Cav

李老师，可能我没有说清楚。这个case，气泡在假设无重力情况下（或重力作用时间极短）的横向流动中。正常情况下气泡会随流体横向输运流走。现在是想将气泡位置能固定下来，此时给定流场入口速度即为气泡滑移速度。
问题是，**怎么能将气泡位置固定下来？**已经见到的思路，包括：

1.从动量方程着手，在方程右端单独对气泡施加一个PID控制的体积力，与气泡受到的阻力升力相平衡，保持气泡位置稳定
2.从动量方程着手，在方程左端单独对气泡施加一个可解耦的极大的速度项，效果是使求得的气泡内速度削减到极小
3.从alpha方程的对流项着手，采取某种办法将使气泡输运的流场速度过滤掉

以上，
第一种方法被证明可行，且不会对气泡形状产生影响，但PID controller的几个参数需要大量尝试来确定，对于泡群情况下，计算量会极大；
第二种办法计算量会比较小，但貌似会对气泡形状产生影响，体现在影响alpha方程的速度上；
第三种方法目前没想到可实施的具体方案。

又或者我将这个问题考虑地过于复杂了。但目前也想不到别的办法了。

李东岳

我那种方法应该是最简单的，比如下面这种模拟就是给定反向的速度，气泡的运动。

第一种方法我没考虑过。我见过你说的第二种方法：考虑非静止参考系，将参考系固定在气泡中心，这样就可以完美固定，对于气泡群不适合因为你将有多个非静止参考系。比如这个求解器中植入的算法：
https://github.com/Unofficial-Extend-Project-Mirror/foam-extend-foam-extend-4.0/blob/master/applications/solvers/surfaceTracking/bubbleInterTrackFoam/bubbleInterTrackFoam.C 中的+ rho*aF项，同时你alpha方程也需要类似的进行改动，要不然就会貌似会对气泡形状产生影响，体现在影响alpha方程的速度上；

捕获.JPG

Cav

@东岳非常感谢李老师！我马上研究一下这个求解器。

李东岳

好的你试试，我也挺感兴趣，欢迎反馈

huntersong

我也是在研究这个的，我的想法是首先研究湍流，对单相流计算或者PIV测量得到一个速度场，拟合出脉动速度的方程f(x,y,z,t)，随后在设置的方腔流域采用LES计算，使用上面的方程来设置边界条件,但是现在算出来的流场我用湍动能谱来对比原来的流场的，不知道有没有别的流场检验方法。
这样的话可以仅仅研究湍流作用下的气泡。下面是我测试的一个湍流边界进口。

![5e0120de-e12c-47b9-b79f-e79e95220c42-image.png](/assets/uploads/files/1565439493774-5e0120de-e12c-47b9-b79f-e79e95220c42-image.png) IN    
{	
type     codedFixedValue;	
value     $internalField;	
redirectType 	velocityProfile;	
code	
#{	
fixedValueFvPatchVectorFieldmyPatc(*this);	
forAll(this->patch().Cf(),i)	
{	
double x= this->patch().Cf()[i].x();	
double y= this->patch().Cf()[i].y();	
double z= this->patch().Cf()[i].z();
double t= this->db().time().value;
//Info<<“current time step ==” << t << endl;	
double r= sqrt(y*y+z*z);	
double SIN = y/r;	
double CON = x/r;	
double ux = -50*r*SIN;	
double uy = 50*r*CON;	
double uz = (1-cos(r/0.0265*3.14/2))*10;	
myPatch[i]=vector(ux,uy,uz);	
}	
operator==(myPatch);	
#};

huntersong

不过我碰到一个问题，这样的计算的时候单核计算可以进行，但是并行会碰到“mpirun noticed that process rank 0 with pid on node exited on signal 8”这个问题。谷歌也没找到

CFD中文网

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