OpenFOAM中移动接触线问题(接触角)的边界条件设置



  • 大家好!这里有一个关于移动接触线问题的边界条件设置问题,需要向您各位请教。
    在处理多相流移动接触线问题的时候,目前的理论给出的结论是移动接触线附近不能是无滑移边界条件(no-slip),因为这样在求解的过程中会产生奇异性。常见的做法是给定一个滑移速度:
    \begin{equation}
    u=\lambda \frac{\partial u}{\partial y}
    \end{equation}
    其中,$\lambda$是滑移长度,具有分子自由程尺度(纳米量级)。接触角的维持可以通过
    \begin{equation}
    \mathbf{n} = \mathbf{n}_w \cos \theta + \mathbf{n}_t \sin \theta
    \end{equation}

    当我用OF模拟时,比如一个毛细管液体爬升问题,在管壁的边界条件设置的是no-slip条件,并给定了接触角值,用的是interfoam,模拟结果也符合物理事实。这个就有点奇怪!
    我想请教一下:
    (1)OF中在涉及到接触角/移动接触线问题的边界处理时,在接触线位置及其附近是否去掉了no-slip条件,而默认改为滑移边界条件?如果是,里面有没有滑移系数的设置?(我暂时没找到OF的说明文件,初学OF)或者是直接就采用滑移条件,$u_2 = u_1$ 这样子的?
    (2)另一种可能的情况是,在所有的固壁边界上都默认去掉了no-slip条件,改为滑移边界条件?
    因为不是自己编程,里面的具体情况不得而知,还请各位老师指点一下,或者能查到OF里面的说明也好。

    另外,若是自己编程的话,只需要在移动接触线附近采用(1)式所示的Navier-slip条件即可,其余固壁边界上仍可以采用no-slip边界条件。其实fluent里面也是这样,给no-slip条件仍然能计算得很好,不知道里面具体是怎么操作的。

    Reference:
    [1] SNOEIJER J H, ANDREOTTI B. Moving Contact Lines: Scales, Regimes, and Dynamical Transitions. Annual Review of Fluid Mechanics, 2013, 45(1): 269-292.
    [2] SUI Y, DING H, SPELT P D M. Numerical Simulations of Flows with Moving Contact Lines. Annual Review of Fluid Mechanics, 2014, 46(1): 97-119.



  • @东岳 请问李老师您能帮忙看一下这个问题吗?之前也了解到您做了许多这方面的很好的工作。另外,我在openfoam里面试着对比了一下无滑移和自由滑移的速度边界条件,发现二者的差别非常小。
    另外不知道openfoam里面是不是也按照式(2)的方式,通过接触角算出界面的法向量,以此来植入接触角边界的?鄙人目前还看不懂openfoam源码,只是简单的应用,惭愧。所以向您请教。


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