Учёт поверхностного натяжения в расчёте CFD.

[Jesse 979]

Дело известное, что на малых масштабах в игру вступают силы поверхностного натяжения при наличии границы раздела фаз (всякие капли, тонкие струйки и прочее).
В частности, интересует расчёт пористых сред, потому что обычно (и, думаю, многие) как-то не учитывали влияние когезии/адгезии, поверхностного натяжения и капиллярных эффектов на фронт течения жидкости и потерю давления.
Например, существуют такие критерии подобия число капиллярности, число Этвёша, число Вебера; в знаменатель формул для этих чисел в той или иной степени входит поверхностное натяжение. По ссылкам пишут, что имеется прямое отношение к пористым средам, и при малости указанных чисел влияние поверхностного натяжения будет высоким..
 

Главный вопрос : Будет ли существенным учёт поверхностного натяжения на ключевой параметр - перепад давления в пористой среде (скажем, фильтрующий элемент)?

В SW Flow Simulation есть возможность моделировать свободную поверхность/Free Surface , но пишут что поверхностное натяжение учесть нельзя... интересно, как в других САЕ-шках?

[karachun 2 038]

05.07.2022 в 17:54, Jesse сказал:

Будет ли существенным учёт поверхностного натяжения на ключевой параметр - перепад давления в пористой среде (скажем, фильтрующий элемент)?

Есть только один способ проверить - нужно просчитать типовой участок пористого тела без учета пов. натяжения и с учетом.

 

05.07.2022 в 17:54, Jesse сказал:

интересно, как в других САЕ-шках?

Учесть можно. Нужно будет для пары газ-жидкость указать коэффициент поверхностного натяжения и (если я ничего не путаю) угол смачивания для твердых поверхностей.

В туториалах для Fluent/CFX/Star-CCM+ можно найти соответствующие примеры с расчетом капиллярного течения.

Например для флюента можно выполнить урок Chapter 20: Using the VOF Model из набора туториалов которые есть на рутрекере.

 

Только для того чтобы все посчитать придется продувать в лоб кусочек в котором все поры разрешены сеткой. Так поступают нечасто, обычно стараются задать пористое тело с известными коэффициентами сопротивления.

[Jesse 979]

17 часов назад, karachun сказал:

Есть только один способ проверить - нужно просчитать типовой участок пористого тела без учета пов. натяжения и с учетом.

резонно..) но думал кто-то смотрел по критериям подобия.. ну, типа если число Этвёша или капиллярности на 1-2 больше критического, то на пов. натяж-е можно забить..

17 часов назад, karachun сказал:

Учесть можно. Нужно будет для пары газ-жидкость указать коэффициент поверхностного натяжения и (если я ничего не путаю) угол смачивания для твердых поверхностей.

В туториалах для Fluent/CFX/Star-CCM+ можно найти соответствующие примеры с расчетом капиллярного течения.

Например для флюента можно выполнить урок Chapter 20: Using the VOF Model из набора туториалов которые есть на рутрекере.

понял спасибо

[karachun 2 038]

@Jesse А хотя я тут подумал. Поверхностное натяжение возникает на границе раздела двух сред, воды и воздуха. Если вода течет через фильтр уже какое-то время то можно считать что все поры уже смочены и в фильтре воздуха нет а есть только вода. Тогда и никакого поверхностного натяжения не будет. Те же капиллярные эффекты возникают если в тонкой трубке есть жидкость и газ. Если тонкую трубку опустить под воду и прокачать ее то никаких эффектом и никакого движения не будет.

Так что поверхностное натяжение будет играть роль только когда вода только начинает течь через сухой фильтр.

Так что поверхностное натяжение не нужно, и это отлично.

[a_schelyaev 371]

В FlowVision есть поверхностное натяжение.

Если пористая среда заполнена жидкостью не полностью, то поверхностное  натяжение будет способствовать выдавливанию воды из губки.

Берете губку для мытья посуды, смачиваете и вуаля.

[Jesse 979]

07.07.2022 в 14:22, karachun сказал:

Так что поверхностное натяжение будет играть роль только когда вода только начинает течь через сухой фильтр.

Так что поверхностное натяжение не нужно, и это отлично.

пожалуй что так) наверно поэтому никто не заморачивается , да и вообще нигде про это особо не оговаривается