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初始场设置模块手册

1. 模块概述

模块名称:初始场设置模块

功能说明:此模块用于定义仿真开始时刻(t=0)各相(流体)、温度、输运项在计算域内的初始分布,即初始值,以满足模型设置要求。

核心功能

  • 定义不同流体相、温度、输运项在计算域中的初始分布区域
  • 为不同区域指定不同的相分数值(0到1之间)、温度、输运项分数(0到1之间)
  • 可选地定义特定区域的初始速度和运动规律
  • 支持多种几何形状的区域定义方式

物理意义:初始相场决定了仿真开始时,计算域内哪些位置是相1(如水)、哪些位置是相2(如空气),哪些位置是高温区,那些位置是标记过的输运项。这对于多相流、传热、组分输运等问题的仿真至关重要。

2. 整体设置

2.1. 模块标题

初始相场设置:表明当前处于初始相场配置模块。 初始温度场设置:表明当前处于初始温度场配置模块。 初始输运项场设置:表明当前处于初始温度场配置模块。

2.2. 注意点

流体相选择:选择需要定义的该区域的流体相,例如water或air 输运项设置:输运项的初始场需要被包含于流体相1的区域内,即输运的组分位于流体相1内部,并随流体相1而运动。 区域定义:三个初始场的区域定义完全一致,如下所示。

3. 区域定义与管理

3.1. 区域列表与操作

功能说明

  • 区域 1:当前已定义的初始相场区域列表。可定义多个区域,系统按顺序编号(区域1、区域2...)。
  • +添加按钮,点击后创建新的初始相场区域。
  • 删除当前项:删除当前在列表中选中的区域。

操作逻辑

  1. 点击+按钮添加一个新区域。
  2. 从列表中选择一个区域进行编辑。
  3. 可在区域间切换编辑,为每个区域独立设置类型、范围和值。
  4. 区域设置按列表顺序生效,后添加的区域设置会覆盖与之前区域重叠的部分。

3.2. 区域类型

参数含义:定义当前所选区域的几何形状类型,用于指定该区域内相分数的初始分布。

3.2.1. 长方体

  • 描述:定义一个轴对齐的六面体区域。
  • 设置参数:区域范围(x1, x2, y1, y2, z1, z2)。
  • 适用场景:规则的容器、方槽、管道段等。

3.2.2. 球形

  • 描述:定义一个球体区域。
  • 设置参数:球心坐标和半径。
  • 适用场景:液滴、气泡、球形颗粒等。

3.2.3. 平面切割

  • 描述:用一个无限平面将计算域切割为两部分,在其中一部分内设置相分数。
  • 设置参数:平面方程(一点和法向)。
  • 适用场景:分层流(如水面上方是空气)、倾斜界面。

3.2.4. 文件导入

  • 描述:从外部数据文件导入相分数的空间分布,支持vtu文件。
  • 设置参数:vtu文件名称(该文件需要位于算例文件夹下),例如TFluid.vtu。
  • 适用场景:从已有仿真结果导入复杂的初始场。

3.2.5. STL导入

  • 描述:从STL几何文件定义复杂形状区域。
  • 设置参数:STL文件名称(该文件需要位于算例文件夹下),例如TFluid.stl。
  • 适用场景:根据真实物体形状定义初始相分布。

4. 高级初始条件

4.1. 自定义初速度

参数含义:为当前区域内的流体定义初始速度场。 设置内容(展开后可能包含):

  • 恒定速度:指定一个固定速度 (u, v, w)。

4.2. 自定义运动

参数含义:为当前区域内的物体定义随时间变化的速度。与“移动边界”模块中的定义一致。 设置内容:txt文件名,同移动边界自定义运动