水平集法仿真毛细管现象出现的奇异现象

tiencore

如图，小弟在仿真水平毛细管驱动现象时，将出口设为一个线性增大的压力边界，预想是压力达到超过毛细力时流体会出现逆向流动，结果确实回流了，但同时也发现了液体相的不连续现象，而且最后液体相（红色）重新充满整个毛细管。不知道如何解释，难道此现象说明了气体进入了液体中？这样的话为什么最后会是液体相填充满整个毛细管而不是气体相（蓝色）？还是边界条件设置有问题造成的错误现象？如果不正确希望高手指点！！！（边界条件很简单，0压力入口、线性增大压力出口、其他为湿润壁）

tiencore

各位达人，能否相助？

napoleon

应该就是气泡从入口溜出去了吧，出口压强大于入口就会回流了，回流比较充分液体可能就会充满容器了。

tiencore

napoleon 发表于 2012-6-19 09:04
应该就是气泡从入口溜出去了吧，出口压强大于入口就会回流了，回流比较充分液体可能就会充满容器了。 ...

嗯，谢谢破仑兄。你的意思是气泡会由于右侧出口压力的原因从左边的入口溜走吧，那为什么回流充分又会使液体充满毛细管呢？液体应该被出口的较大的压力推动也从入口流出吧。还不是很理解，难道是“入口”这个边界的设置问题么？还是不用“入口”而用诸如“压力约束点”之类的条件？还希望帮忙解答，谢谢。

tiencore

继续呼唤哥伦布大神

napoleon

tiencore 发表于 2012-6-26 16:32
继续呼唤哥伦布大神

是不是这么回事：出口附近都是液体，那么回流进来的也都是液体（之前我这样理解的）。如果实际情况是右边出口之外都是空气的话，就不能简单定义一个出口边界了。这边也要考虑气液界面，把气体部分也画出来，再试试。

tiencore

napoleon 发表于 2012-6-26 16:48
是不是这么回事：出口附近都是液体，那么回流进来的也都是液体（之前我这样理解的）。如果实际情况是右边 ...

破伦兄，对于你说的出口部分把气体部分也画出来，由于我的驽钝，不太理解你说的这个意思。能否再详细解释一下。另外我的那两个图搞反了，第二个图是先出现的现象，第一个图是最终液体充满的情况。-------其实我只是用这种方法来测试毛细管多长的时候能够靠静摩擦力来抵抗住气体最大压强，不至于液体往左流。实际问题如图，我想看看这个L为多长时，毛细力和静摩擦力的合力能够抵抗住P0的最大值。因为用两相流，水平集法，所以才不得不简化成我上边所用的有液相，有气相，还有界面，然后扫描L长度，就是之前简化模型的毛细管界面左边的长度，看L最终多大的时候液体才不会向右移动。不知道这种方法是否可行，请高手指教。另外这个实际中存在的静摩擦力我该如何加上？是不是定义的液体粘度和湿润壁的接触角已经表示了这个所谓的静摩擦力还是需要自己重新增加一个力到方程中？简化模型中左边的入口我设置压力为0不知道是否对应这种实际情况，不甚理解。希望破伦高手再次指点。谢谢！！！，麻烦您了。

napoleon

tiencore 发表于 2012-6-27 10:42
破伦兄，对于你说的出口部分把气体部分也画出来，由于我的驽钝，不太理解你说的这个意思。能否再详细解释 ...

我的意思是右边出口处空气没有定义初始值，所以流进来的全是液体；我觉得应该在出口右边把实际的空气部分也画出来，或者在出口段一小部分设置为空气也可以，如下图所示。关于边界条件，其实如果流体只会从右边向左边流的话，我认为应该可以定义右边为入口，左边为出口；或者右边有出有进的话选择开边界比较合适，左边不知道什么情况，我就不乱说了。
file://localhost/Users/jxh1203/Desktop/屏幕快照%202012-06-27%20下午2.30.29.png

tiencore

napoleon 发表于 2012-6-27 14:32
我的意思是右边出口处空气没有定义初始值，所以流进来的全是液体；我觉得应该在出口右边把实际的空气部分 ...

嗯，谢谢哈。那后边关于静摩擦力的问题高手怎么看？

napoleon

tiencore 发表于 2012-6-28 09:05
嗯，谢谢哈。那后边关于静摩擦力的问题高手怎么看？

摩擦力体现在流体的粘度上面啊，本身粘度的物理含义就是两个流层之间的内摩擦力，所以一般情况下不用在设定其它的了，尤其在流体与管道表面接触层摩擦力较大流体不流的。

tiencore

napoleon 发表于 2012-6-28 10:19
摩擦力体现在流体的粘度上面啊，本身粘度的物理含义就是两个流层之间的内摩擦力，所以一般情况下不用在设 ...

嗯，粘度是定义内摩擦的。但是，你看，上边的图中，L在较短的时候可以被外界额定气压给挤进去，但是L增大到一定程度的话，便可以抵抗住这个气压而保持流体静止的，那么是否说明了在实际中，这个抵抗外界气压的应该是流体与壁面之间的静摩擦力，而且这个表面静摩擦力是与L有关的，L越大静摩擦力越大呢？并且表面静摩擦力还和粘度有关，不知道理解是否正确。那如果这种理解正确的话，这个表面静摩擦力表示的话应该不止用粘度表示吧？谢谢~~真是麻烦你好多次了。