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攪拌設(shè)備 對攪拌設(shè)備進(jìn)行仿真，并且完成與試驗結(jié)果的對比驗證：下圖是攪拌轉(zhuǎn)速為90rpm時，化妝品攪拌過程中自由液面狀態(tài)的對比： 攪拌過程對比 同時，在不同液體、不同混合體積的條件下，對比攪拌時自由液面的深度： 自由液面深度對比 通過上述驗證試驗表明，Particleworks可以很好模擬攪拌設(shè)備的攪拌過程

attachment/fileTypeImages/icon_rar.gif"><a href="https://oss.jishulink.com/upload/201909/d84bfa0e6ec74171ba71a2033455184b.rar" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(0, 102, 204);">自由液面繞流

攪拌器槳葉高速旋轉(zhuǎn)帶來的漩渦，部分樣式攪拌雖然可以通過公式估算，但更多的攪拌器需要通過仿真方式來獲得。該案例采用STAR-CCM+2402版本軟件，通過內(nèi)置的參數(shù)化建模工具3DCAD構(gòu)建了整個模型，運用剛體運動和多相流VOF模型相互結(jié)合，通過瞬態(tài)求解的方式，獲得攪拌器漩渦的發(fā)展變化過程，為后續(xù)攪拌器設(shè)計以及參數(shù)選擇提供參考

圖19 自由液面分布圖20 自由液面高度圖21 自由液面速度對穩(wěn)定階段的阻力值進(jìn)行平均，獲得船體的總阻力并與國外軟件進(jìn)行了對比，偏差為5.72%。

圖7給出了對應(yīng)的自由液面位置云圖。表 3 計算值與實驗值的結(jié)果對比（裸艇體）圖 7 自由液面位置云圖（水下）同樣的，采用相同的方式對全附體模型建模，計算其水面上自由航行情況下的自由液面位置如下圖 8所示。圖 8 自由液面位置云圖（水上）?參考文獻(xiàn)[1] Roddy, R.F.

液艙繞原點做正弦擺動，晃蕩過程中會出現(xiàn)自由面翻卷、破碎和融合，為有效捕捉界面流動現(xiàn)象，采用VirtualFlow軟件IST/BMR網(wǎng)格技術(shù)將自由面可能到達(dá)的區(qū)域進(jìn)行了網(wǎng)格細(xì)化，如圖3所示。液面變化采用Level Set方法來捕捉。

計算域：波浪水池的尺寸長度從80m縮小到30m，高度和寬度不變，為20m，自由液面距離頂部8m，底部12m。 網(wǎng)格劃分：基礎(chǔ)尺寸0.75m，自由液面Z方向的網(wǎng)格尺寸為基礎(chǔ)尺寸的3.125%，XY方向為12.5%，網(wǎng)格總數(shù)為300萬。

甲板沖擊力時間歷程示例六、結(jié)論針對四種不同結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了圍繞和穿過柱體的自由液面波高的線性和二階數(shù)值建模案例研究。通過系統(tǒng)的收斂性研究，選擇了最終的數(shù)值模型。結(jié)果顯示，自由液面上的空間面板分辨率比在結(jié)構(gòu)體上的更為關(guān)鍵。將不同位置和不同波陡度下的最大波峰高度預(yù)測值與模型試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比。線性預(yù)測明顯偏低，而二階校正值在許多情況下與試驗數(shù)據(jù)相符。

數(shù)值模擬液體的晃動實際上是用數(shù)值方法求解帶有自由邊界的非定常流體的動力學(xué)問題，由于自由液面的位置未知，且自由液面邊界條件為復(fù)雜的非線性方程，因此具有自由液面的流體的流 動 是 用 數(shù) 值方法求解最困難的問題之一。自由液面的數(shù)值處理涉及自由液面的離散表達(dá)式、自由液面隨時間的變化及自由液面邊界條件的離散表達(dá)式３個問題。

根據(jù)模型具體尺寸，選擇自由液面的高度與海底高度。并 設(shè)置波浪的參數(shù)，浪高、浪寬與波浪模型。 然后對出口條件進(jìn)行設(shè)置，打開open channel，設(shè)置自由液面與海底高度。2.6 初始化設(shè)置進(jìn)行初始化設(shè)置，選擇初始化的方法。 3 后處理設(shè)置通過mesh與contours添加后處理云圖。

在此場景中，使用了由閾值部分（液體的體積分?jǐn)?shù)> 0.5）創(chuàng)建的與剪切平面重合的平面截面：- 截面顏色的設(shè)置與2）中自由液面的設(shè)置方法相同;- 手動指定吸收/反射/折射系數(shù)的值，分別為[0.85,0.0,0.15];- 不透明度設(shè)置為<1；這個值可以根據(jù)所使用的吸收系數(shù)來控制平面的亮度。這種顯示方法，自由液面和截面的形狀會受單元形狀的影響，影響圖片的顯示質(zhì)量。

為保證洗衣機停止工作后平衡環(huán)內(nèi)液體可以自由在腔室之間恢復(fù)原位，擋板內(nèi)孔高度需保證低于平衡環(huán)靜止?fàn)顟B(tài)的自由液面。

圖9所示為自由液面波切圖，圖中W為波高。從圖中可以看出，Silverbullet算法優(yōu)化船型的自由液面波高較Sobol+Tsearch優(yōu)化船型有所降低，開啟bound break后優(yōu)化船型的波高降幅更大。

</p><p>5). free surface的定義，free surface用來定義流體的初始液面所在的位置。模型中通過一個平面來定義該位置。</p><p><strong>然后，定義邊界條件</strong>，邊界條件需要設(shè)置重力，重力會使 水沖上去之后，自由地落下。注意單位，要跟系統(tǒng)設(shè)置的單位一致。</p><p><strong>最后，定義求解參數(shù)</strong>，對求解時間步長控制進(jìn)行設(shè)置。

毛細(xì)水帶內(nèi)，由于水氣界面上彎液面和表面張力的存在，使水內(nèi)的壓力小于大氣壓力，即水壓力為負(fù)值，于是引起使相鄰?fù)令w粒擠緊的壓力，這個壓力稱為毛細(xì)壓力。毛細(xì)壓力增加了粒間錯動的摩擦阻力，猶如給予砂土以某些凝聚力，所以在潮濕的砂土中，能夠開挖一定高度直立坑壁。而在被水浸沒的砂土中，彎液面消失，毛細(xì)壓力變?yōu)?，凝聚力不再存在，因此也稱為假凝聚力（apparent cohesion)。

wx_fmt=png&amp;from=appmsg"></p><p class="ql-align-justify">然后對出口條件進(jìn)行設(shè)置，打開open channel，設(shè)置自由液面與海底高度。

FLOW-3D HYDRO 專為水利環(huán)境領(lǐng)域提供完整的CFD解決方案，配置為自由液面流動（TruVOF）特別開發(fā)的求解器，包括所有水利環(huán)境應(yīng)用需要的用戶界面和物理模型。作為自由液面流動建模上的行業(yè)領(lǐng)跑者，F(xiàn)LOW-3D HYDRO 廣泛被水利工程專業(yè)人員用于解決現(xiàn)有和擬建項目的各種設(shè)計問題。