STAR-CCM+：重力驱动的多相流动仿真

模型描述：两个方腔中间由狭长通道联通，初始状态时，一侧方腔充满水，另一侧充满空气，仿真在重力作用下水通过狭长通道流入空气腔侧，压缩空气并逐渐达到平衡的过程。

工具/原料

Simcenter STAR-CCM+ 2020

模型导入

1、打开STAR-CCM+，新建simulation，选择Parallel on Local Host，Compute Processes设为2，点击OK。

2、点击File>Import>Import Volume Mesh，导入multiphaseFlow > gridfs.ccm文件，保存为freeSurface.sim。

3、点击Mesh >挢旗扦渌; Convert to 2D，勾选Delete 3D Regions After Conversion，将3D模型即转化为2D模型。转化为2D模型必须满足：要投影的网格面必须平行于X-Y平面，且某一边界面必须在X-Y平面上，即Z=0的平面。

4、删除Continua > Physics 1。显示网格。

物理模型

1、重命名Physics 1 2D为Chambers。设置欧拉多相流模型。

3、点击H2O > Models > Liquid > H2O > Material Properties > Dynamic Viscosity > Constant，将数值改为0.001002 Pa-s。

2、展开Initial Conditions，Turbulence Intensity设为0.01；Turbulent Viscosity Ratio设为100；Volume Fraction方法选择Composite，H2O选择Initial Distribution，Air选择Initial Distribution (Air)，即定义左侧腔为水，右侧腔为空气。

3、展开Reference Values，设置Gravity矢量为[0.0,-9.81] m/s^2。

求解条件

1、展开Solvers，Implicit Unsteady时间步长设为0.005 s。

后处理显示

1、新建Scalar Scene，Scalar Field选择Volume Fraction of H2晦倘佳鳎O，监控H2O的体积变化，即流动过程。Contour Style选择Smooth Filled。点击Color Bar，将Title Height设为0.04，Label Height设为0.035。

提交计算

1、保存，初始化，提交计算。

计算结果

1、H2O的体积分布。

3、将计算过程中存储的图片导入具有animate功能的软件可以制作动图，观察整个过程中H2O的体积分布动图。