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    interPhaseChangeFoam能否求解出空泡溃灭时的压力波

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    • F
      fl77 最后由 编辑

      最近在做一些管道空化的研究,空泡溃灭产生的压力波会对管道造成严重破坏。
      参考一定文献后,普遍观点是需要采用可压缩形式的控制方程(可简化为正压流体),并通过压力对密度进行修正(速度-压力-密度耦合),才能有效求解出压力波。即求解压力波需要采用可压缩形式的相变求解器。
      但在前辈的帖子里,[空化求解-负绝对压力问题](([www.cfd-china.com/topic/884/interphasechangefoam空化求解-负绝对压力问题/4]),提到可以采用interPhaseChangeFoam求解器,求解出压力波。
      并且,自己采用文丘里管的算例,发现也能检测到压力波。
      我看了下该求解器的求解文件,其控制方程均采用不可压缩形式,且无密度修正过程。但在求解动量方程的时候,采用的是混合密度,即预测速度的求解与合密度有关,而后续的压力速度耦合过程中,压力的求解与此处预测速度有关。
      所以,我有两个问题:
      (1)interPhaseChangeFoam求解器中的压力波的产生,是否是由于合密度的变化产生?
      (2)相比于高度可压缩流动,空化的相变过程中,尽管混合密度发生很大变化,但液相和气相本身密度变化很小。密度的修正过程是否有必要?
      感谢各位大佬赐教!

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      • 李东岳
        李东岳 管理员 最后由 编辑

        我对用interPhaseChangeFoam模拟压力波动持有强烈的怀疑态度,从求解器来看只是不可压缩VOF+相变求解器。气泡塌缩这种行为可以在compressibleInterFoam中计算,你要不要把interPhaseChangeFoam中的空化模型adapt到compressibleInterFoam中?

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        • F
          fl77 最后由 编辑

          首先,感谢回复!
          我是有这种想法的,将相变加入到compressibleInterFoam。
          但是对于压力波的产生,我一直没有想清楚其原因。尤其是在interPhaseChangeFoam求解器下,产生的压力波,将进出口条件设置为压力固定值,速度零梯度时,会更加明显。

          李东岳 1 条回复 最后回复 回复 引用
          • 李东岳
            李东岳 管理员 @fl77 最后由 编辑

            @fl77 贴图或者把算例传一下看看?

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            • F
              fl77 @李东岳 最后由 编辑

              @东岳 因为之前只是想测试各求解器的求解能力,看完结果后,结果文件没有保存。最近我会细化网格后,重新计算,到时候再向您请教。

              1 条回复 最后回复 回复 引用
              • yhdthu
                yhdthu 讲师 最后由 编辑

                用interPhaseChangeFoam求解器是不能算出所谓“压力波”,因为其求解的压力方程是椭圆形pde,你看到的pressure wiggles是由于算法导致的,是非物理的压力震荡。
                若想研究空泡中的shock wave,你得换个求解器cavitatingFoam。空泡群是用的EoS模型来描述的

                长风破浪会有时,直挂云帆济沧海

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                • L
                  lllwonderliquid 最后由 编辑

                  interPhaseChangeFoam对于空化shock wave无能为力,因为其实际上是个不可压缩求解器。空化中的shock wave实际上和水汽混合相声速的降低相关,水汽混合相声速可以低至几米每秒,导致很可能就超过,从而shock wave可以产生。。
                  关于空化shock wave的实验研究,推荐 Ganesh H, Mäkiharju S A, Ceccio S L. Bubbly shock propagation as a mechanism for sheet-to-cloud transition of partial cavities[J]. Journal of Fluid Mechanics, 2016, 802: 37-78.
                  关于其数值模拟,18年慕尼黑工大的这篇论文很好。。B. Budich, S.J. Schmidt, N.A. Adams, Numerical simulation and analysis of condensation shocks in cavitating flow, J. Fluid Mech., 838 (2018) 759-813.
                  感觉现在大家做空化模拟开始在逐渐转型:xiezuoye:

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