基于VPS的流固耦合——“烟花”绽放的模拟

前言

时间终于又来到了年底，忙忙碌碌的一年又过去了。人已至中年，而碌碌无为，唯有感慨时间的无情。

在这里，提前祝各位读者朋友们，新春快乐，阖家幸福！

小编没有什么可送的，仅以此文，“假装”送大家一支绽放的“烟花”。

祝新的一年，前程繁花似锦~~

FPM方法简介

本文中将继续使用上一篇文章中提到的VPS求解器中的 FPM法，关于算法的简介可以回看上一篇文章。

因此，本文模拟的 “烟花”绽放，也不是真正的烟花，而是一个流体的喷射。也可以理解为喷泉，给喷泉上色，它就变成了 “烟花”。

前处理软件中的设置

FPMIN创建面板

与前文一样，FPMIN关键字可以在VCP前处理软件中创建，FPMIN创建面板将与FPM相关的卡片全部集成在该面板下。本文的模型，除了需要创建壁面，还需创建入口，以及流体的速度边界条件。

具体的卡片信息，如下图所示：

FPMIN 关键字卡片

简单将本文的模型(B)与上篇文章中的模型(A)做对比，有以下几个特点不同：

1). A模型是封闭区域，流体域在空腔区域内运动；B模型是开放区域。

2). A模型存在初始液面位置，也就是说区域内本来就有液体；B模型初始区域内没有流体。

3). A模型流体总数不变，没有与外界流体的量的交换，不需要出入口。B模型设置了入口，因此区域内的流体总量是增加的。

因此，与A模型相比，B模型不同的边界条件有以下的不同：

Free Surface，B模型不需要定义液面 Free Surface。

入口InFlow，定义入口的位置，以及入口流量。

需要注意的是，由于入口设置的特殊性，要注意壁面part的法向，以及入口part的法向，确保流体流入的方向是正确的。

结果后处理

动画结果，如下图所示。

动画结果1

上图是铁树银花，

或者，下图，让它绽放出红的，粉的烟花。

动画结果2

视频

小编将模型的设置过程做成了视频，关于更多的软件操作和结果展示，请从原文链接进行观看。 

‍结束语

本文的模型，本质上仍是流固耦合问题，但模型中并没有涉及两者交互的分析，如果在流体冲击前方添加结构体，则可以描述流体对结构体冲击的情况。该应用场景，可以拓展到汽车领域，模拟高压水枪清洗的实际工况，判断密封件的密封效果。

 

汽车高压水枪清洗过程

希望本文能为你带来一些收获，感谢阅读！

最后，再一次祝各位读者朋友们，

新春快乐，阖家幸福！

文字 · TechManLxs

校核 · Nicle

视频 · TechManLxs

如需求解文件，请联系作者获取方法。谢谢~~

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