Fluent VOF 耦合Level-Set方法时的Density correction 抑制虚拟流动
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大家好！
最近利用VOF方法在做气液两相流模拟的时候遇到了虚拟流动（spurious/parasitic currents）的问题。该问题一般会在毛细力主导时才会出现，起因是界面张力与压力源项的不相容性以及界面曲率计算的不准确。因此尝试利用耦合Level-Set的方法。这里面fluent给出了两个抑制虚拟流动的选项：density-correction 和heaviside-correction。定义如下：
但是在分别利用这两个修正方式模拟时发现：利用density-correction方式消除虚拟流动的效果很好，能够比heaviside-correction方式小两个数量级。但是后续的验证却发现，施加density-correction之后，自由液面运动的特征时间（毛细时间）被放大了近两个数量级，这显然与事实不符。其实从这两个修正系数的定义上也可以看出二者的区别不是很大。但是在抑制虚拟流动时却产生了很大的差别。后续也试着利用openfoam中的来模拟，发现虚拟流动比fluent中vof的结果更严重。其原因可能是fluent中采用了PLIC的界面重构方式。
我用来验证虚拟流动的模型是：2D方形计算域，里面填充了一圆形气相区域来验证虚拟流速大小，里面填充一个小方形气相区来验证特征时间。整场无重力（相当于计算域内只有表面张力源项）。介质为水和空气。
一般文献中有一个虚拟速度大小的估计值：$u_s ~ 0.01 \sigma/\mu$ 。以水为例，虚拟速度可以达到0.7m/s的量级，对模拟结果会有很大的影响。
因此，严重怀疑fluent中coupled level set 方法中的density-correction有误。不知道是否有同行遇到过这个问题，有没有什么解决办法？或者抑制虚拟流动的办法（完全自编程序的除外）？另：请问怎么在udf中读取level set函数的值？fluent帮助文件里面似乎没有给出。像VOF值的话，有C_VOF(c,t)。
谢谢各位的耐心阅读，请不吝赐教。我的邮箱是 lijichengbitao@163.com , 微信号 838601714。若方便的话，也可相互交流。
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@Albert-Lee 在 Fluent VOF 耦合Level-Set方法时的Density correction 抑制虚拟流动 中说：
我用来验证虚拟流动的模型是：2D方形计算域，里面填充了一圆形气相区域来验证虚拟流速大小，里面填充一个小方形气相区来验证特征时间。整场无重力（相当于计算域内只有表面张力源项）。介质为水和空气。
没太看懂，你可以把你openfoam的算例清理干净后上传一下
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@东岳 谢谢东岳老师的回复！
如上图所示，我在这样的举行计算域里面（蓝色为液相，红色为气相，水），初始化的时候气相即为圆，没有重力及其他体积力，0速度场，0相对压力场。界面用CFS模型平衡。这样的话，理论上，计算一段时间之后，流场的速度应该为0（在数值收敛精度以下）。但是一开始算，界面上就会出现这种虚拟速度，速度适量如图所示。该结果实在确保网格无关、时间步长无关的情况下。（有关虚拟流动的研究已经有很多论文，检索 spurious/parasitic currents 即可）。而且，这种速度会导致界面变形，例如在本例中，无法维持为圆形。上图是FLuent 中VOF方法的0.1s计算结果。
以下是相同条件下中 interFoam的模拟结果结果前两幅图是0.1s的相分布和速度云图，后两幅是5s的相分布和速度云图。
可以看到，在0.1s时，由于虚拟流动的存在，圆形的气相区域已经变得有些“方”。在5s时气相直接跑到了一角。
这样比较下来，Fluent中利用PLIC方法捕捉的界面更准确一点。但影响还是很大。因此，我试图利用FLuent中的coupled level set 方法，其帮助文件里面有降到到我在前一问中提到的 density correction 和heaviside correction 。结果发现利用heaviside correction 方法抑制虚拟流动的效果和VOF方法相比差别不大。但是利用density correction效果就很好。
为了确保其准确性，我在上述的计算域中初始化气相区域时将圆形改为正方形，让它来通过计算恢复为圆形。在这一过程中，发现利用density correction计算时，气相区从方形到圆形恢复得特别慢。
我们知道，该过程为毛细力主导，特征时间是 $t=\sqrt{\rho_l R^3 / \sigma}$，在0.01s量级，二利用 density correction计算的结果在1s量级，显然不对。而用其他方法包括 heaviside correction 算的结果在时间量级上正确。
因此，我才在最初的问题中说“严重怀疑fluent中coupled level set 方法中的density-correction有误”。（模拟算例是改的Dam的那个例子，只改了计算域和相分布、物性）折腾了半天还没弄好打包的，Linux盲，请见谅。
在这里是想请教一下您/各位有没有这方面的经验、方法？面临毕业，自己编程序有点来不及。谢谢各位了。
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@东岳 真的十分感谢！算例上传上来了，见附件。spuriousCurrentArc4-1.zip
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@Albert-Lee 请问您知道fluent中Vof耦合level set如何进行初始化吗？简单液滴撞平壁算例，初始化时要对液滴区域给定level set function函数值吗？ 我用的是heaviside方法。
麻烦看一下这个提问，http://www.cfd-china.com/topic/3500/fluent-vof-和level-set-耦合
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@Albert-Lee 那您看我这个level set function算的是不是不对啊？
http://www.cfd-china.com/topic/3500/fluent-vof-和level-set-耦合
