InterFoam求解孔隙尺度气液两相流中气泡内形成漩涡应如何解决

JDZhang

各位大神好,我通过InterFOAM和VOF跑气液两相流过程中，气液混合注入时入口速度仅1e-3m/s,但孔隙内的气泡速度达到4m/s的量级。
通过流线发现，气泡内形成涡，自身旋转造成了很大的流速，这应该如何解决呢。

JDZhang

这是速度云图，可以看出，气相区域的速度显著高于入口的气相速度2e-3，不符合物理常识，请各位赐教，该如何解决这个问题呢

学流体的小明

我算气液两相流的时候也确实遇到了这样的问题，某些情况下气泡内部的气体速度明显比外部液体的大，但没你差距这么明显。我感觉我那个是比较合理的。
感觉和网格分辨率有关。你这样的情况，最小尺寸的那些固壁圆，网格分辨率有多大？有20个网格/直径？

JDZhang

@学流体的小明拜托下能否给看下我的边界条件是否准确
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FoamFile
{
version 2.0;
format ascii;
arch "LSB;label=32;scalar=64";
class volScalarField;
location "0";
object alpha.water;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

dimensions [0 0 0 0 0 0 0];

internalField uniform 1;

boundaryField
{
walls
{
type zeroGradient;
}
inLet
{
type codedFixedValue;
value uniform 1;
name inletProfile2;
code #{
const fvPatch& boundaryPatch = patch();
const vectorField& Cf = boundaryPatch.Cf();
scalarField& field = *this;

        scalar miny1 = 0.0e-3;
        scalar maxy1 = 0.005e-3;//gas两个数中间进气
        scalar miny2 = 0.01e-3;
        scalar maxy2 = 0.015e-3;//gas两个数中间进气
        scalar miny3 = 0.02e-3;
        scalar maxy3 = 0.025e-3;//gas两个数中间进气
        scalar miny4 = 0.03e-3;
        scalar maxy4 = 0.035e-3;//gas两个数中间进气
        scalar miny5 = 0.04e-3;
        scalar maxy5 = 0.045e-3;//gas两个数中间进气
        scalar miny6 = 0.05e-3;
        scalar maxy6 = 0.055e-3;//gas两个数中间进气
        scalar miny7 = 0.06e-3;
        scalar maxy7 = 0.065e-3;//gas两个数中间进气
        scalar miny8 = 0.07e-3;
        scalar maxy8 = 0.075e-3;//gas两个数中间进气
        scalar miny9 = 0.08e-3;
        scalar maxy9 = 0.085e-3;//gas两个数中间进气
        scalar miny10 = 0.09e-3;
        scalar maxy10 = 0.095e-3;//gas两个数中间进气
		
        forAll(Cf , faceI)
        {
            if(
                (Cf[faceI].y() > miny1) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy1) 
              )
            {
                field[faceI] = 0;
            }
			
            if(	
                (Cf[faceI].y() > miny2) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy2) 
              )
            {
                field[faceI] = 0;
            }
            if(	
                (Cf[faceI].y() > miny3) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy3) 
              )
            {
                field[faceI] = 0;
            }
			if(	
                (Cf[faceI].y() > miny4) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy4) 
              )
            {
                field[faceI] = 0;
            }
			if(	
                (Cf[faceI].y() > miny5) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy5) 
              )
            {
                field[faceI] = 0;
            }
            if(
                (Cf[faceI].y() > miny6) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy6) 
              )
            {
                field[faceI] = 0;
            }
			
            if(	
                (Cf[faceI].y() > miny7) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy7) 
              )
            {
                field[faceI] = 0;
            }
            if(	
                (Cf[faceI].y() > miny8) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy8) 
              )
            {
                field[faceI] = 0;
            }
			if(	
                (Cf[faceI].y() > miny9) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy9) 
              )
            {
                field[faceI] = 0;
            }
			if(	
                (Cf[faceI].y() > miny10) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy10) 
              )
            {
                field[faceI] = 0;
            }
        }
    #};
}
outLet
{
    type            zeroGradient;
}
front
{
    type            empty;
}
back
{
    type            empty;
}
sand
{
    type            constantAlphaContactAngle;
    theta0          45;
    limit           gradient;
    value           uniform 0;
}
//hydrate
//{
//    type            constantAlphaContactAngle;
//    theta0          34;
//    limit           gradient;
//    value           uniform 0;
//}
clay
{
    type            constantAlphaContactAngle;
    theta0          24;
    limit           gradient;
    value           uniform 0;
}

}

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FoamFile
{
version 2.0;
format ascii;
class volScalarField;
object p_rgh;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

dimensions [1 -1 -2 0 0 0 0];

internalField uniform 0;

boundaryField
{
inLet
{
type fixedFluxPressure;
}
outLet
{
type fixedValue;
value uniform 0; // 指定出口压力
}

walls
{
    type            zeroGradient;
}

front
{
	type            empty;
}
back
{
	type            empty;
}
sand
{
    type            zeroGradient;
}
//hydrate
//{
//    type            fixedFluxPressure;
//}
clay
{
    type            zeroGradient;
}

}

// ************************************************************************* //
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FoamFile
{
version 2.0;
format ascii;
class volVectorField;
location "0";
object U;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

dimensions [0 1 -1 0 0 0 0];

internalField uniform (0 0 0);

boundaryField
{
inLet
{
type codedFixedValue;
value uniform (1e-2 0 0);//液体速度
name inletProfile1;

    code 
    #{
        const fvPatch& boundaryPatch = patch();
        const vectorField& Cf = boundaryPatch.Cf();
        vectorField& field = *this;

        scalar miny1 = 0.0e-3;
        scalar maxy1 = 0.005e-3;//gas两个数中间进气
        scalar miny2 = 0.01e-3;
        scalar maxy2 = 0.015e-3;//gas两个数中间进气
        scalar miny3 = 0.02e-3;
        scalar maxy3 = 0.025e-3;//gas两个数中间进气
        scalar miny4 = 0.03e-3;
        scalar maxy4 = 0.035e-3;//gas两个数中间进气
        scalar miny5 = 0.04e-3;
        scalar maxy5 = 0.045e-3;//gas两个数中间进气
        scalar miny6 = 0.05e-3;
        scalar maxy6 = 0.055e-3;//gas两个数中间进气
        scalar miny7 = 0.06e-3;
        scalar maxy7 = 0.065e-3;//gas两个数中间进气
        scalar miny8 = 0.07e-3;
        scalar maxy8 = 0.075e-3;//gas两个数中间进气
        scalar miny9 = 0.08e-3;
        scalar maxy9 = 0.085e-3;//gas两个数中间进气
        scalar miny10 = 0.09e-3;
        scalar maxy10 = 0.095e-3;//gas两个数中间进气
		
        forAll(Cf , faceI)
        {
            if(
                (Cf[faceI].y() > miny1) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy1) 
              )
            {
                    field[faceI] = vector(1e-2, 0, 0);//气体速度
            }
            if(
                (Cf[faceI].y() > miny2) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy2) 
              )
            {
                    field[faceI] = vector(1e-2, 0, 0);//气体速度
            }
            if(
                (Cf[faceI].y() > miny3) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy3) 
              )
            {
                    field[faceI] = vector(1e-2, 0, 0);//气体速度
            }		
            if(
                (Cf[faceI].y() > miny4) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy4) 
              )
            {
                    field[faceI] = vector(1e-2, 0, 0);//气体速度
            }	
            if(
                (Cf[faceI].y() > miny5) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy5) 
              )
            {
                    field[faceI] = vector(1e-2, 0, 0);//气体速度
            }
            if(
                (Cf[faceI].y() > miny6) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy6) 
              )
            {
                    field[faceI] = vector(1e-2, 0, 0);//气体速度
            }
            if(
                (Cf[faceI].y() > miny7) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy7) 
              )
            {
                    field[faceI] = vector(1e-2, 0, 0);//气体速度
            }
            if(
                (Cf[faceI].y() > miny8) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy8) 
              )
            {
                    field[faceI] = vector(1e-2, 0, 0);//气体速度
            }		
            if(
                (Cf[faceI].y() > miny9) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy9) 
              )
            {
                    field[faceI] = vector(1e-2, 0, 0);//气体速度
            }	
            if(
                (Cf[faceI].y() > miny10) &&
                (Cf[faceI].y() < maxy10) 
              )
            {
                    field[faceI] = vector(1e-2, 0, 0);//气体速度
            }									
        }
    #};
}

outLet
{
    type            zeroGradient;
}

walls
{
    type            noSlip;
}

front
{
	type            empty;
}
back
{
	type            empty;
}

sand
{
    type            noSlip;
}

//hydrate
//{
//type               noSlip;
//}

clay
{
    type            noSlip;
}

}

// ************************************************************************* //

JDZhang

这是这是网格，现在的孔径在10微米左右

学流体的小明

边界条件应该没啥问题，就是接触角边界条件，我用的时候可能会搞反0°和180°，你自己最好确定一下。
这种网格，大网格和小网格之间的变化是2倍的变化，有些地方生成的可能也不是很好。反正你现在是二维，要不就全加密到最小的尺寸？

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InterFoam求解孔隙尺度气液两相流中气泡内形成漩涡应如何解决