应用vof模拟水下射流实例.doc

学习应用VOF模拟水下射流 Turbulent Kinetic Energy (k) 和 Turbulent Dissipation Rate (epsilon). 由于管进口处压力pin=132290Pa，管子出口处压力（水深1.4米处）pout=115045Pa，则排气管口处，假设水被气体推开时的速度为v水，则1/2*ρ水*v水2=pin- pout，从而可求得v水=5.878m/s。将管中空气的速度视为等于v水，又管道直径为30mm，从而求得管内气体雷诺数为Re=12072，k=0.12657，epsilon=3.3584，并将k和epsilon的值设置到Pressure_inlet对话框中。如图7所示。 不知道将supersonic/initial gauge pressure设为pout=115045Pa是否正确？求解管内空气流速的方法是否正确？ 图7 并将空气相的体积比设为1。如图8所示。 图8 Pressure_outlet1： 因为pressure_outlet1都是与空气接触，所以压力设定为一个标准大气压力P1=101325Pa。 pressure_outlet1所包围的体是空气介质，通过Patch定义该体中air的volume fraction为1。但是关于湍流参数k和epsilon值该设定为多大，本人不懂。一是我没有经验，二是想通过公式计算又不知道所需参数值大小。所以暂时设定为默认值，即k=1，epsilon=1。如图9所示。 图9 并将空气相的回流体积比设为0（不知道对不对？）。如图10所示。 图10 Pressure_outlet2： 设定为一个标准大气压力+水深产生的压力，即P2=101325-ρ水*g*z，式中为重力加速度；为出口的坐标值。 在FLUENT中使用UDF来设定该边界条件。如图11所示。 图11 UDF程序为： #include udf.h DEFINE_PROFILE(prsout01,thread,position) { real x[ND_ND]; real z; cell_t f; begin_f_loop(f, thread) { F_CENTROID(x,f,thread); z=x[2]; F_PROFILE(f,thread,position) =101325-1000*9.8*z; } end_f_loop(f, thread) } 同时，将并将空气相的回流体积比设为0（不知道对不对？）。如图12所示。 图12 Pressure_outlet3： 设定为一个标准大气压力+水深（3米）产生的压力，即P3=101325-1000*9.8*（-3）=130725Pa。不知道如何设置湍流参数k和epsilon值。所以暂时设定为默认值，即k=1，epsilon=1。如图13所示。 图13 同时，将并将空气相的回流体积比设为0（不知道对不对？）。如图14所示。 图14 Pressure_outlet4： 与Pressure_outlet4设置相同，也使用UDF。如图15所示。 图15 其他相关设定 图16 图17 图18 图19 图20 存在的问题 模型的应用是否得当？ 边界条件的设定是否合理？ 为提高模拟精度，需做哪些改进？