歐拉網格跟蹤的案例
歐拉網格跟蹤線 ￥28
先上案例動畫
二維歐拉網格人機對話前處理軟件設計
在這個閉合區域中，只能存在一種介質；(5) 劃分網格，網格為矩形網格，可以進行等步長劃分和不等步長劃分；(6)生成并輸出網格數據。
軟件具有以下優點：有較好的可繼承性，維護簡易，而且有較好普適性，稍加改動，可以通用于矩形網格歐拉計算程序的前處理；以人機對話的方式形成網格信息和計算區域內的流場分布，用戶界面友好，實現了“所見即所得”；具有較完備的容錯、糾錯能力，用戶可以進行“傻瓜式操作”；矩形與任意多邊形的相交算法不僅適用于歐拉方法的前處理，而且可以應用于歐拉方法的混合網格（包括自由面網格）界面處理、CEL方法的拉氏區域和歐拉區域耦合邊界的處理。經過進一步的改進，還可以應用于拉氏網格的重分 。
展開 【多相流】fluent中如何選擇多相流模型？（2）
目前多相流數值計算主要有兩種方法:歐拉-拉格朗日法和歐拉-歐拉法。
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fluent中的多相流模型
在歐拉-歐拉方法中，不同的相在數學上被視為相互滲透的連續相。由于某一相的體積不能被其他相所占據，因此引入了相體積分數的概念。假設這些體積分數是空間和時間的連續函數，它們的和等于1。推導出各相的守恒方程，得到各相具有相似結構的方程組。這些方程通過提供從經驗獲得的本構關系而封閉，或者，在粒狀流動的情況下，通過動力學理論的應用而封閉。在ANSYS Fluent中，提供了三種歐拉多相流模型: volume of fluid (VOF) 模型, mixture模型, 和 Eulerian 模型。
VOF模型
VOF模型是一種應用于固定歐拉網格的表面跟蹤技術。VOF模型用于兩種或多種不混溶的流體，而流體之間的界面位置是我們感興趣的。在VOF模型中，流體共享一組動量方程，并且在整個域中跟蹤每個計算單元中每種流體的體積分數。VOF模型可應用于：
分層流動、自由表面流動、填充、晃動、大氣泡在液體中的運動、潰壩后液體的運動、射流破裂的預測(表面張力)以及任何液-氣界面的穩態或瞬態跟蹤。
Mixture模型
混合模型可用于兩種或兩種以上的相(流體或顆粒)。在歐拉模型中，相被視為相互滲透的連續體。混合模型求解混合動量方程，用相對速度來描述分散相。混合模型可應用于：
低負荷顆粒流、氣泡流、沉降和旋風分離器。
展開 如何利用Star-ccm+做出炫酷的動態云圖
首先我們就要調用STAR-ccm+兩相流模型下面的VOF模型，是建立在固定的歐拉網格下的表面跟蹤辦法，建立在兩種或者多種流體（或相）不相互混合的前提下，當需要得到一種或者多種相不相融的流體交界面時，可采用這種模型。在vof模型中，不同的流體組分共用一套動量方程，通過引進相體積分數這一變量，實現對每一個計算單元相界面的追蹤。在每個控制容積內，所有相體積分數額總和為1，所以變量及其屬性正在控制容積內各相共享，并且代表了容積平均值。這樣，在任何給定控制容積內的變量及其屬性純粹的代表了一相或者相的混合，并且由相體積分數決定。換句話說，
在單元中，若第q相流體體積分數為a，那么可能存在以下三種情況
(1)a=0：單元里不存在第q相流體。
(2)a=1：單元里充滿了第q相流體。
(3)0a<1：單元里包含了第a相流體和一相或者其他多相流體的界面
基于a的局部值，適當的屬性和變量在一定范圍內分配給每一個控制單
本案例演示如何在 STAR-CCM+ 中設置液冷系統內的冷卻液的流動狀態：
1. 設置進口兩相材料的體積分數：cooling water：air=1：0
2. 設置出口兩相材料的體積分數cooling water：air=0：1
3. 定義進口質量流量值：44.6g/s（4L/min）
選擇物理模型：流體是湍流且問題涉及多相流體和沸騰。本案例需要兩種流體（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。物理模型的選擇如下：
定義材料特性：在連續體continuum中，右鍵單擊Models > EulerianMultiphase > Eulerian Phases 節點，創建新相，把新相命名為cooling，在cooling節點選擇流體和恒密度兩種模型。同樣的方式創建氣相。
展開 
智能熱流體仿真軟件AICFD 2023R2新版本功能介紹
其中，VOF模型是一種應用于固定歐拉網格的界面跟蹤技術，適合模擬分層或自由表面流動。AICFD 2023R2優化了VOF模型算法，并與實驗數據對比驗證了算法的合理性，提升了計算精度。
（a）體積分數云圖（紅色為水，藍色為空氣）
（b）總阻力仿真結果與實驗對比
圖6 船舶靜水阻力計算
5）
新增多相流VOF空化模型（BETA版），可模擬空化現象
在多相流VOF模型的基礎上，AICFD 2023R2新增Zwart空化模型（BETA版），可用于模擬旋轉機械中由于壓力快速改變引起的空泡產生和破裂現象（即空化現象），并評估空化對旋轉機械效率的影響。
圖7 翼型流動仿真與實驗結果對比，得到的空穴長度相對試驗值的誤差小于10%
6）新增代數多重網格（AMG）預處理策略（BETA版），提升收斂速度
大規模稀疏線性方程組的求解是流體仿真的關鍵技術之一，AICFD采用的是共軛梯度(CG)類迭代法求解技術，并采用合適的預處理策略改善稀疏矩陣的條件數，從而提升迭代法的收斂性和可靠性。AICFD 2023R2新增代數多重網格（AMG）預處理策略，可有效加快收斂速度，相對現有的預處理策略（不完全Cholesky分解，IC）計算時間減少約20%，幫助用戶高效完成數值模擬和分析工作。
圖8 以汽車外氣動阻力仿真為例，在不同網格規模下，AMG-CG算法與IC-CG算法比較
7）
優化AI預測算法，高效精準預測多變量問題
AICFD的AI預測功能突破了傳統仿真模式的限制，可基于歷史計算樣本，通過輸入計算變量，實現三維全流場信息的秒級預測。AI預測包含采樣和訓練功能，可進行歷史計算樣本的積累、追加、模型訓練。
展開 自主CAE | 基于PERA SIM Fluid的汽車油箱加注過程仿真（含免費培訓）
VOF模型是一種在固定的歐拉網格下的表面跟蹤方法。當需要得到一種或多種互不相融流體間的交界面時，可以采用這種模型。在VOF模型中，不同的流體組分共用著一套動量方程，計算時在全流場的每個計算單元內，都記錄下各流體組分所占有的體積分率。VOF模型的應用例子包括分層流、自由表面流動、灌注、晃動、液體中大氣泡的流動、水壩決堤時的水流等，以及求得任意氣液之間穩態或瞬態的相分界面。
本文基于安世亞太自主研發的通用流體仿真軟件PERA SIM Fluid，對某款汽車油箱的瞬態加注過程進行了研究。
2.仿真模型的建立
2.1 幾何和網格模型的處理
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汽車油箱的幾何模型如圖所示，包含油箱的內壁面、進油管路和回氣管路的一部分。
圖1 汽車油箱的幾何模型
全局網格尺寸的設置中，最小值為2 mm，最大值為8 mm。局部尺寸的設置中，入口和出口面的最小值和最大值均為2 mm。在所有的壁面邊界表面生成3層邊界層網格，第一層層高為0.8mm，增長率為1.2。
最終生成約34萬的多面體和邊界層網格，網格質量滿足計算要求。
圖2 體網格切面
圖3 邊界層網格
2.2 模型及邊界條件的設置
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在“通用”設置中，分析類型為“不可壓縮”，瞬態計算，參考壓力為101325 Pa，參考壓力位置的坐標設置在出口邊界上。開啟浮力模型，Y方向的重力加速度為-9.8 m/s^2，參考密度為1.225 kg/m^3。
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