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本案例利用Fluent中的VOF模型，對(duì)帶結(jié)構(gòu)物的階梯水槽波浪問題進(jìn)行了仿真計(jì)算。 該案例比較簡(jiǎn)單，屬于Fluent VOF波浪造波問題的一個(gè)延伸，模擬近岸區(qū)域的橋墩受波浪運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力仿真問題。 1 前處理設(shè)置采用scdm軟件對(duì)幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分。

<p>本案例利用Fluent中的VOF模型，對(duì)波浪問題進(jìn)行了仿真計(jì)算。</p><p>該案例比較簡(jiǎn)單，但通過該案例可延伸到潰壩、泄洪，海洋平臺(tái)浮動(dòng)等較為復(fù)雜的仿真問題。</p><p><strong>1 前處理設(shè)置</strong></p><p>采用了Fluent meshing進(jìn)行前處理，采用多面體的方法對(duì)體網(wǎng)格進(jìn)行劃分。

本案例利用Fluent中的VOF模型和重疊網(wǎng)格技術(shù)，對(duì)水平圓柱以恒定速度入水問題進(jìn)行了仿真計(jì)算。以miao實(shí)驗(yàn)為例，展開砰擊系數(shù)的計(jì)算。該案例僅作簡(jiǎn)單介紹，后續(xù)可以運(yùn)用到小球自由落體入水、船舶出入水、水上飛機(jī)出入水等多種案例的計(jì)算。

本案例利用Fluent中的VOF模型，對(duì)罐體晃動(dòng)問題進(jìn)行了仿真計(jì)算。在罐體晃動(dòng)問題中，一般需要定義區(qū)域速度。目前常用的定義方法有UDF與Fluent命名表達(dá)式兩種。本文主要對(duì)Flunet命名表達(dá)式的方法進(jìn)行仿真計(jì)算。采用該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以將罐體晃動(dòng)進(jìn)行參數(shù)化計(jì)算，這一部分以后再講。

本案例利用Fluent中的VOF模型，對(duì)倒酒問題進(jìn)行了仿真計(jì)算。該案例比較簡(jiǎn)單，但通過該案例可延伸到水箱注水、平臺(tái)泄水，洪水淹沒地下空間等較為復(fù)雜的仿真問題。1 前處理設(shè)置采用了Fluent meshing進(jìn)行前處理，多面體與核心六面體的方法對(duì)體網(wǎng)格進(jìn)行劃分。

?本案例利用Fluent中的VOF模型，對(duì)氣體上浮問題進(jìn)行了仿真計(jì)算。該案例為多個(gè)通氣孔注入氣體問題，幾何模型與仿真計(jì)算過程比較簡(jiǎn)單，但通過該案例可延伸到魚缸增氧等較為復(fù)雜的仿真問題。1 前處理設(shè)置采用scdm建立如下圖所示的仿真計(jì)算幾何模型。 ?

使用fluent中的VOF模型、Species組分運(yùn)輸模型進(jìn)行鋁水化學(xué)反應(yīng)的設(shè)置，監(jiān)測(cè)溫度場(chǎng)變化。提供完整源文件和完整錄制教學(xué)視頻指導(dǎo)，可直接出圖，也可根據(jù)錄屏教程進(jìn)行復(fù)現(xiàn)。

本案例利用Fluent中的VOF模型，對(duì)罐體晃動(dòng)問題進(jìn)行了仿真計(jì)算。具體的操作與上次推文的罐體晃動(dòng)（一）一致，只是不再采用命名表達(dá)式的方式進(jìn)行罐體晃動(dòng)仿真，而是通過UDF編譯，本推文主要對(duì)UDF的編譯和加載進(jìn)行了介紹。該方法的缺點(diǎn)就是無法進(jìn)行多工況的快速計(jì)算，優(yōu)點(diǎn)則是在開啟能量方程等模型時(shí)，能夠通過UDF統(tǒng)一編譯進(jìn)行處理，提高計(jì)算效率。

使用 Ansys Fluent 執(zhí)行船體在逆海波浪中移動(dòng)的升沉和縱搖仿真示例。流體體積或 VOF 模型用于求解此明渠流動(dòng)示例。在此示例中，使用明渠波浪邊界條件生成淺層波浪，而使用動(dòng)態(tài)網(wǎng)格對(duì) wigley 船體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行建模。使用用戶定義函數(shù) (UDF) 將運(yùn)動(dòng)限制為 4 個(gè)自由度 (DOF)。為了避免出口處的數(shù)值反射（非物理結(jié)果/波浪反射），使用了數(shù)值海灘選項(xiàng)。

VOF模型：直接追蹤相界面，用于模擬自由表面流/分層流的流動(dòng)，如：容器內(nèi)液面震蕩、波浪的沖擊、堰流、噴注破碎等；FLUENT中引入的造波模型，可定義淺水波到較深的水波，包括一階波到五階波等非線性波，用戶可輸入不同的波形；歐拉模型：對(duì)每一相求解動(dòng)量方程和連續(xù)性方程，并通過相間作用力來實(shí)現(xiàn)相間耦合，能夠求解相間的曳力、升力、虛擬質(zhì)量力、湍流耗散力、相間傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)等，能夠有效的模擬多相分離與相間混合

2021 年：雙向 VOF 到 DPM 到 EWF 和 AI/ML 湍流調(diào)整如前所述，VOF 到 DPM 的轉(zhuǎn)換于 2018 年首次在 Fluent 中與噴霧分解模型一起引入。2021 年，Fluent 實(shí)現(xiàn)了雙向過渡，支持從 DPM 到 VOF 的逆向過渡，并通過向歐拉壁膜 (EWF) 的過渡來完成。

本案例基于Fluent深度還原帆船航行場(chǎng)景，攻克兩大技術(shù)壁壘：動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)精準(zhǔn)模擬船體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的網(wǎng)格拓?fù)渥兓苊庖騽×易冃螌?dǎo)致的求解發(fā)散；多相流VOF模型精確捕捉船體-波浪-空氣的交互細(xì)節(jié)，如興波阻力、飛濺流場(chǎng)及尾部渦旋，需平衡相間界面捕捉精度與計(jì)算穩(wěn)定性。

CFD結(jié)合流體體積（VOF）模型，可以有效預(yù)測(cè)離岸平臺(tái)的空隙和波浪撞擊載荷。VOF方法可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)自由液面的形狀和非線性波浪行為。對(duì)于浮動(dòng)系統(tǒng)，CFD可以與有限元分析（FEA）相結(jié)合，以預(yù)測(cè)平臺(tái)在波浪撞擊期間的動(dòng)態(tài)和結(jié)構(gòu)反應(yīng)。SPAR平臺(tái)的波浪相互作用圖1為SPAR對(duì)10和20米波浪的動(dòng)態(tài)反應(yīng)。這兩個(gè)波浪均為20秒的周期，并使用線性波浪邊界條件生成。

圖3 六面體網(wǎng)格 模擬計(jì)算在Fluent中完成，兩相流模型采用VOF進(jìn)行處理，能夠較好的模擬自由液面的形變。湍流模型采用RNG k-epsilon湍流模型。該模擬中相關(guān)設(shè)置如圖4所示，該問題的主要復(fù)雜點(diǎn)在于網(wǎng)格的處理和Fluent中設(shè)置和參數(shù)的選擇。

由于尺寸較小，ANSYS Fluent使用雙精度。空氣為第一相，墨水（將與液態(tài)水的性質(zhì)建模）為第二相。