1、  問題描述

本案例演示如何在STAR-CCM+ 中設置空化問題。它模擬水的二維強制流體在大氣壓下流過噴嘴，然后進入注滿空氣的腔室。噴嘴寬度約1 mm。相關幾何體左側邊界的規定壓力為 5 x 10^7Pa，而右側邊界處于大氣壓力下。底部的邊界是一個對稱平面，并且所有其他邊界都是實心壁面。最初，左腔室注滿水，而求解域的其余部分則注滿空氣。使用默認的K-Epsilon 模型為湍流建模。窄噴嘴入口處的尖角與流體加速結合產生一個可發生空化的低壓區域。

2、  STAR-CCM+設置

（1）設置物理屬性；在該模擬中，流體是湍流且問題涉及多相流體和空化。此次分析需要三種流體（空氣、水和水蒸氣）。但是由于這些流體占據相同的域，所以僅需要一個連續體和一個區域即可設置模擬。設置物理屬性如下：

（2）設置材料特性；在Models > Eulerian Multiphase > Eulerian Phases節點，創建H2O、AIR、H2O(G)三個相。

（3）定義相間相互作用；要建模空化，需使用VOF 多相交互作用模型和 Schnerr-Sauer 空化模型。右鍵Models> Multiphase Interaction > Phase Interactions，新建相間相互作用，選擇VOF-VOFPhase Interaction和Schnerr-Sauer兩個模型。

（4）設置初始條件；連續體中的兩個初生流體空間分布的初始條件是：只在左腔室中注入水，在右腔室和通道內注入空氣。指定這種分布的便捷方法是創建并使用場函數。

（5）設置邊界條件；幾個面的邊界條件設置如下：

        把左邊的壓力設置為5.0E7Pa，右邊壓力設置為大氣壓；

（6）設置求解器參數和停止條件；此計算使用時間步長10^-7 s 運行5 x 10^-5 s，所以需要500 個時間步。

（7）運行模擬；計算結果如下：

水和水蒸氣的最終分布

                                                       水蒸氣的最終分布

水體積分數分布

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