基于VPS的流固耦合——“煙花”綻放的模擬

前言

時間終于又來到了年底,忙忙碌碌的一年又過去了。人已至中年,而碌碌無為,唯有感慨時間的無情。

在這里,提前祝各位讀者朋友們,新春快樂,闔家幸福!

小編沒有什么可送的,僅以此文,“假裝”送大家一支綻放的“煙花”。

祝新的一年,前程繁花似錦~~

FPM方法簡介

本文中將繼續使用上一篇文章中提到的VPS求解器中的 FPM法,關于算法的簡介可以回看上一篇文章

因此,本文模擬的 “煙花”綻放,也不是真正的煙花,而是一個流體的噴射。也可以理解為噴泉,給噴泉上色,它就變成了 “煙花”。

前處理軟件中的設置

基于VPS的流固耦合——“煙花”綻放的模擬的圖1

FPMIN創建面板

與前文一樣,FPMIN關鍵字可以在VCP前處理軟件中創建,FPMIN創建面板將與FPM相關的卡片全部集成在該面板下。本文的模型,除了需要創建壁面,還需創建入口,以及流體的速度邊界條件。

具體的卡片信息,如下圖所示:

基于VPS的流固耦合——“煙花”綻放的模擬的圖2

FPMIN 關鍵字卡片

簡單將本文的模型(B)與上篇文章中的模型(A)做對比,有以下幾個特點不同:

1). A模型是封閉區域,流體域在空腔區域內運動;B模型是開放區域。

2). A模型存在初始液面位置,也就是說區域內本來就有液體;B模型初始區域內沒有流體。

3). A模型流體總數不變,沒有與外界流體的量的交換,不需要出入口。B模型設置了入口,因此區域內的流體總量是增加的。

因此,與A模型相比,B模型不同的邊界條件有以下的不同:

Free Surface,B模型不需要定義液面 Free Surface。

入口InFlow,定義入口的位置,以及入口流量。

需要注意的是,由于入口設置的特殊性,要注意壁面part的法向,以及入口part的法向,確保流體流入的方向是正確的。

結果后處理

動畫結果,如下圖所示。

基于VPS的流固耦合——“煙花”綻放的模擬的圖3

動畫結果1

上圖是鐵樹銀花,

或者,下圖,讓它綻放出紅的,粉的煙花。

基于VPS的流固耦合——“煙花”綻放的模擬的圖4

動畫結果2

視頻

小編將模型的設置過程做成了視頻,關于更多的軟件操作和結果展示,請從原文鏈接進行觀看。 

?結束語

本文的模型,本質上仍是流固耦合問題,但模型中并沒有涉及兩者交互的分析,如果在流體沖擊前方添加結構體,則可以描述流體對結構體沖擊的情況。該應用場景,可以拓展到汽車領域,模擬高壓水槍清洗的實際工況,判斷密封件的密封效果。

基于VPS的流固耦合——“煙花”綻放的模擬的圖5 基于VPS的流固耦合——“煙花”綻放的模擬的圖6

汽車高壓水槍清洗過程

希望本文能為你帶來一些收獲,感謝閱讀!

最后,再一次祝各位讀者朋友們,

新春快樂,闔家幸福!


文字 · TechManLxs

校核 · Nicle

視頻 · TechManLxs

如需求解文件,請聯系作者獲取方法。謝謝~~


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