使用Polyflow计算粘弹性液体和牛顿液体环形共挤流动的挤出物及界面形状

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了一个利用Polyflow软件计算粘弹性液体和牛顿液体环形共挤流动的挤出物及界面形状的案例。案例中，粘弹性液体采用Oldroyd-B本构模型，牛顿流体的粘度为10000 Poises。计算模型包含两个自由表面区域和两个静止区域，共四个计算区域。通过设置粘弹性计算域、牛顿流体计算域、Remeshing参数、数值参数设置和输出设置，最终得到速度分布图。

本案例利用Polyflow计算粘弹性液体和牛顿液体环形共挤流动的挤出物及界面形状。

对于粘弹性液体，选择Oldroyd-B本构模型。流体材料参数为： 

牛顿流体的粘度为10000 Poises。

1 问题描述

案例的流动几何及边界条件如图所示。粘弹性流体与牛顿流体从不同的入口进入计算区域，计算自由面及交界面。

计算模型中包含两个自由表面区域以及两个静止区域，因此计算模型包含4个计算区域，如下图所示。

2 设置粘弹性计算域

2.1 创建Task

• Read a mesh： coext.msh

• Create a new task：F.E.M. task，Evolution problem，2D axisymmetric

• Create a sub-task：Differential Viscoelastic Isothermal

• Domain： S1+S2

2.2 修改材料参数

• 鼠标双击模型树节点Material data打开材料设置面板

• Oldroyd-B model ：trelax = 0.1 s；visc = 10000 poises；ratio = 0.11

• no density, no inertia, no volume forces

2.3 指定边界条件

• 鼠标双击模型树节点Flow boundary conditions打开边界条件设置面板

• S4：moving interface

• Boundary conditions

• Position of free surface imposed on BS2

• BS1: inflow: Q = 2 (automatic, volumetric)，with EVOL on Q: f(S) = S

注：设置渐进的目的是为了改善收敛。

• BS2: vn = vs = 0.0

• BS6: fn = fs = 0.0

• BS8: vn = vs = 0.0

• BS7: free surface，Position of free surface imposed on BS8

2.4 指定Remeshing参数

• 鼠标双击模型树节点Global remshing打开设置面板

• 选择选项1-st local remeshing

• 去除计算区域Subdomain 1

• 点击选项Method of spines

• Inlet: intersection with S1

• Outlet: intersection with BS6

3 设置牛顿流体计算域

3.1 创建任务

• 点击按钮Create a sub-task

• Create a sub-task：Generalized Newtonian Isothermal flow problem

• Domain: S3+S4

3.2 设置材料参数

• Constant Viscosity: fac = 10000 poises

• no density, no inertia, no volume forces

3.3 设置边界条件

• S2: moving interface；Position of free surface imposed on BS2

• BS2: vn = vs = 0.0

• BS3: inflow: Q = 2 (automatic, volumetric);with EVOL on Q: f(S) = S

• BS4: vn = vs = 0.0

• BS5: free surface；Position of free surface imposed on BS4

• BS6: fn = fs = 0.0

3.4 设置Remeshing参数

• Domain: S4

• Inlet: intersection with S3

• Outlet: intersection with BS6

3.5 数值参数设置

• 点击模型树节点Numerical parameters，右侧面板中修改Evolution参数

• 如下图所示设置参数

4 输出设置

• 鼠标双击模型树节点Outputs，选择输出选项为CFD-Post

• 设置单位为metric_cm/g/s/A+Celsius

5 计算结果

• 速度分布如图所示