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vof模型方程

VOF(Volume of Fluid)模型是一種用於模擬兩種或三種不能混合的流體界面的多相流模型。在不可壓流的情況下,VOF模型包括以下方程:

連續方程:與單相流相同,表示為 ∇⋅U=0
abla \cdot U = 0∇⋅U=0,其中 UUU 是速度向量。

動量方程:表示為 ∂(ρU)∂t+∇⋅(ρU⊗U)=−∇p^+∇⋅τ+fσ−g⋅x∇ρ\frac{\partial(\rho U)}{\partial t} +

abla \cdot (\rho U \otimes U) = -

abla \hat{p} +

abla \cdot \tau + f_{\sigma} - g \cdot x

abla \rho∂t∂(ρU)+∇⋅(ρU⊗U)=−∇p^​+∇⋅τ+fσ​−g⋅x∇ρ,其中 ρ\rhoρ 是密度,UUU 是速度向量,ppp 是壓力,τ\tauτ 是粘性應力張量,fσf_{\sigma}fσ 是表面張力,gg 是重力加速度。

體積分數方程:對於每一相(例如液相和氣相),體積分數方程表示為 ∂αl∂t+∇⋅(αlU)=m˙ρl\frac{\partial \alpha_{l}}{\partial t} +

abla \cdot (\alpha_{l} U) = \dot{m} \rho_{l}∂t∂αl​+∇⋅(αl​U)=m˙ρl​​,其中 αl\alpha_{l}αl 是液相的體積分數,m˙\dot{m}m˙ 是質量源項。

VOF模型適用於模擬空氣和水等不能互相摻混的流體流動,適用於分層流和活塞流。然而,VOF模型不能用於湍流模型的設定,特別是不能用於無粘流或大渦模擬。