不同求解器下的进气孔口constantAlphaContactAngle设置
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@capillaryFix 下午好，铁子。您那边有新的解决方案和想法吗？
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@Prometheus10 还没有，这个问题不好整啊
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东岳老师@李东岳 各位大佬@capillaryFix ，大家好。
我对这个问题调研有一段时间了。最开始发帖咨询这个问题，是源于在使用第三方求解器仿真浸没孔口注气气泡生长的时候，发现孔口周围的接触线那里有点奇怪。这两天在站里又逛了下，觉得这个帖子的问题也有点类似。结合最近的调研，我觉得原因可能在接触角边界条件。
现在简单总结一下自己的思考和想法，可能有错，新看到的朋友一定要慎重参考。/·························分割线·························/先汇报一下和Henning博士(TwoPhaseFlow求解器作者)在github上的沟通情况。
- 插入一段Henning博士的信息，他和IsoAdvector作者之一的Roenby合作很密切，但拿不准他们之间的团队关系，总之Henning博士水平肯定很顶。
Henning博士的回复其实可以总结为两点：
- interIsoFoam 不考虑接触角，当接触角不等于 90 度时，底部不会根据接触角来作修正，所以结果也肯定不对（这也是为什么interIsoFoam仿真注气气泡时最底部不会出现薄片褶皱。
2.Henning对于他的求解器中接触角的实现是很有信心的，但为什么出现这个问题，他也觉得奇怪，但他没时间特地dubug。
/·························分割线·························/现在整体调研下来后，我的观点是Henning博士的求解器没有问题，问题出在边界条件上。解决的办法是要新写一个边界条件，以实现接触线“钉扎效应”。
💡先介绍一下接触线钉扎效应，flow3d公司的这个仿真案例用液滴做了个很好的介绍：
这篇文献专门对液滴的钉扎效应做了边界条件处理，其所提供的附加材料更直观。Cai, Z., Song, Y., 2021. Implementing Contact Angle Hysteresis in Moving Mesh-Based Two-Phase Flow Numerical Simulations. ACS Omega 6, 35711–35717.
简单来说，我理解的钉扎效应就是允许接触角在指定的范围内角度值可以任意变，但是接触线的位置不能动。
💡那么对于气泡，当注气针管的管壁无限薄，或者润湿性特别高的浸没孔口注气（许多文献称之为Mode A气泡，如下图a），也属于接触线钉扎效应的问题，因为其接触线固定在孔口，接触角可以随意改变，因此不该用constantAlphaContactAngle静态接触角边界条件仿真这个问题。
更细节的，用constantAlphaContactAngle静态接触角边界条件，仿真注气气泡生长会导致的问题可以借助(Albadawi et al., 2013CES)的水中注气气泡生长的实验参数进行的OpenFOAM仿真结果来说明，在注气流量非常低，即表面张力作用影响显著的工况下：
1.气泡生长阶段：可以看到使用constantAlphaContactAngle边界条件，因为interFlow求解器几何VOF方法要更正界面接触角，但是这种更正相当于强行按压界面回到指定接触角度，这就导致了气泡生长过程中界面不断在波动，并且速度分布也特别奇怪。强调一下这里展示的还是楔形计算的结果，三维结果会更加明显。
2.气泡颈缩脱离阶段，就更奇怪了，颈缩期间出现了十分明显的褶皱，并且在这些褶皱的地方，由于曲率变化太大，很多点出现压力激增，最终导致气泡界面变得扭曲，没法看。
所以我认为问题出在边界条件上。对于这种Mode A 气泡的生长，解决的办法是要新写一个边界条件，以实现接触线“钉扎效应”。
/·························分割线·························/OK，紧接着从文献里看看几个学术团队对于这种Mode A 气泡的接触线边界条件是怎么处理的：
①💡 Yuming Chen，University of Stuttgart Chen, Y., Mertz, R., Kulenovic, R., 2009. Numerical simulation of bubble formation on orifice plates with a moving contact line. Int. J. Multiphase Flow 35, 66–77.（注意框起来的是模型B，这里是在介绍模型，和Mode A气泡没有必然联系，即：并不是Mode A气泡就对应Model A接触线模型）
②💡 Kuipers团队，Eindhoven University of Technology Mirsandi, H., Rajkotwala, A.H., Baltussen, M.W., Peters, E.A.J.F., Kuipers, J.A.M., 2018. Numerical simulation of bubble formation with a moving contact line using Local Front Reconstruction Method. Chem. Eng. Sci. 187, 415–431.
然后...然后就开始有点吃力了，之前还编译了这个帖子中的边界条件dynamicAlphaContactAngleMikeWorth，结果他那个好像说得不是一回事。
现在自己想基于OpenFOAM自带的两个基础的接触角边界条件来改，但对constantAlphaContactAngle 和dynamicAlphaContactAngle的代码有点看不懂，请东岳老师，以及各位大佬出手指点，巨蟹！此外，贴子码了一大篇，有很多自己的不严谨观点，请大家批评指正，这样能尽快学到东西。
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@李东岳 东岳老师好，感谢您的关注和回复。
这个是需要植入一个新的接触角条件，具体的是（Yuming Chen, 2009IJMF）那张截图中框起来的那个。
另外，我还没太关注原生 interFoam 是怎么处理这个问题的，我尽快再调研下，然后补充回复您。
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@Prometheus10 我尝试植入过contact line pinning，但是效果不好，这部分的文章多数用LBM做的，钉扎的效果看起来很棒，但是在interFoam类求解器上，不好实现（可能我能力不够）。 此外，Henning不是博士，他硕士毕业后在DLR工作过，后面去了德国的企业，此前跟他视频沟通过，当时我还在德国读PhD。
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@capillaryFix 谢谢老师您的回复。
如果可以的话，您植入过的contact line pinning可以分享一份吗？巨蟹！
763400067@qq.com此外，我发现把气泡底部的网格SHM多加密一道（就是涉及接触角的周围网格），影响就会小很多，您需要的话可以试试。
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@Prometheus10 那个图的Model B我没看到公式，Model A里面有个公式1，是不是把那个公式植入进去就可以了？
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@Prometheus10 抱歉同学，这部分代码我目前不能共享给你，它基于在德国组内的一个库，单独拿出来用不了，我们植入的思路类似于这篇文章“3D computation of an incipient motion of a sessile drop on a rigid surface with contact angle hysteresis”，非常欢迎后续交流。
