compressibleInterFoam计算气泡溃灭



  • 想请问一下各位老师,使用compressibleInterFoam计算单气泡溃灭时,能量方程发散是因为什么原因呢?
    1、OpenFOAM版本:OpenFOAM v2006
    2、计算模型:二维轴对称模型
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    3、边界条件:模型有四个边界,其中有两个是wedge边界,有一个是empty边界(对称轴),剩下的一个就是远场边界。对于远场边界,alpha:zeroGradient p_rgh:fixedFluxPressure U:noSlip
    上述边界中,速度边界是论文中给出的。其余边界尝试过使用totalPressure、inletOutlet、pressureInletOutletVelocity,对计算结果没有太大的影响。
    4、热物理模型:气体采用理想气体模型,液体采用Tammann状态方程
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    经过检验,液体采用perfectFluid状态方程同样会使得能量方程发散。
    5、初始条件:初始化气泡半径747微米,10Pa,293.15K。周围液相环境:101325Pa、293.15K。

    以上就是主要的设置内容,仿真在计算到6.2e-5s时,能量方程突然发散,提示负温度。查看此时的云图发现如下现象:
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    相分数图中边界模糊,且此部分压力场与速度场非常奇怪,出现这样的原因时网格的问题吗?
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    6、以上仿真内容是尝试更改pMin参数得来的。pMin参数如果按照默认值1e4可以一直计算求解器不会崩溃,单结果与论文相去甚远。以上仿真是将pMin参数更改为10得到的结果,实在找不到原因是什么了,请各位老师帮忙指导一下!

    P.S. 前期已经调研过能量方程发散的原因,可能是因为网格问题、时间步长、边界条件不适当、初始条件问题。
    网格已经经过一次加密、库朗数也维持在0.1左右、边界条件因为很简单可调整空间不大、初始条件是论文中给出的数据。


  • 管理员

    这个问题不好解决,发散的表现是T方程,但是本质是来源于alpha方程。我曾经想过2种方法:

    1)更改T方程为能量方程
    2)更改现有方程为五方程VOF模型
    3)alppha方程采用更高级的传输方法

    不管怎么样,都需要一定的工作。我的经验感觉这个算例网格如果比较稀疏,结果会比较好。但就要在界面尖锐和稳定性之间作取舍。


  • 管理员



  • @李东岳 感谢李东岳老师的回复,我尝试去研究一下,后续有什么进展会发上来的。:xinxin2: :xinxin3: :xinxin3: :xinxin2:



  • 已解决:使用foam-extend4.1版本中的compressibleInterFoam求解器,模型修改为球对称模型,计算正确。
    P.S. foam-extend4.1中的compressibleInterFoam没有耦合温度方程,计算过程中没有出现上述问题。
    参考文献:Numerical modeling of laser generated cavitation bubbles with the finite volume and volume of fluid method, using OpenFOAM


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