水力空化是依宏氽墓指在液体经过的管道某处人为制造低压强、高流速的状态，当液体压强小于饱和蒸汽压时，液体中的气泡就会不断膨阔葺浜赴胀，体积变大。而随着流体运动，气泡到达高压强、低流速区域之后，气泡就会塌缩、爆裂。模型描述：两个方腔，左侧为高压水，右侧为空气，中间由1mm宽的狭长通道连通，仿真高压水通过狭长通道进入空气腔发生空化的过程。
工具/原料
Simcenter STAR-CCM+ 2020
模型导入
1、打开STAR-CCM+，新建simulation，选择Parallel on Local Host，Compute Processes设为2，点击OK。
2、点击File>Import>Import Volume Mesh，导入multiphaseFlow > gridfs.ccm文件，保存为cavitation.sim。
3、点击Mesh > Convert to 2D，勾选Delete 3D Regions After Conversion，将3D模型即转化为2D模型。转化为2D模型必须满足：要投影的网格面必须平行于X-Y平面，且某一边界面必须在X-Y平面上，即Z=0的平面。
4、删除Continua > Physics 1。显示网格。
5、原始网格尺寸过大，为仿真1mm通道作用下的空化作用，将网格缩放1000倍。点击菜单栏Mesh > Scale Mesh，Scale Factor设为0.001，点击Apply进行缩放。点击Reset View或快捷键R自适应显示缩放后的模型。
物理模型
1、重命名Physics 1 2D为Injector。设置欧拉多相流模型。
2、右键Models > Eulerian Multiphase > Eulerian Phases，新建Phase 1，重命名为H2O。同理，新建Phase 2，命名为Air；新建Phase 3，命名为H2O(G)。分别选择Liquid/Gas/Gas属性。
3、点击H2O(G) > Models > Gas > Air，右键Replace with，选择H2O (Water)。
4、定义Phase Interactions。展开Inje罕铞泱殳ctor > Models > Multiphase Interaction > Phase Interactions，右键新建Phase Interaction，模型选择VOF-VOF Phase Interaction，Multiphase Material。
5、点击VOF-VOF Phase Interaction，Primary Phase选择H2O，Secondary Phase设为H2O(G)。
6、选择空化模型：Schnerr-Sauer。
7、设置饱和蒸气压。展开Conti艘绒庳焰nua > Injector > Models > Eulerian Mult足毂忍珩iphase > Euleria Phases > H2O > Models > Liquid > H2O > Material Properties > Saturation Pressure，设为2338.0 Pa。
初始条件
1、利用Field Fu艘绒庳焰nction函数定义H2O和Air的初始空间分布。点击Tools > Field Functions，右键New > Scalar ，命名为Initial Distribution (Air)。在Definition里输入坐标的条件判断语句($$Position[0]>=-0.001)?1:0。同理，新建Field Function，命名为Initial Distribution (H2O)，Definition中输入($$Position[0]>=-0.001)?0:1。
2、展开Initial Conditions，Volume Fraction方法选择Composite，H2O选择Initial Distribution(H2O)，Air选择Initial Distribution (Air)，即定义左侧腔为水，右侧腔为空气。
边界条件
1、将默认的Default_Fluid 2D重命名为Fluid。分别设置Boundary的Type，Bottom为Symmetry Plane，Left和Right为Pressure Outlet，其他为Wall。
2、展开Left > Physics Values，Pressure设为5e7 Pa，Volume Fraction设为[1.0, 0.0, 0.0]，只允许Liquid从该边界流入。
3、展开Right > Physics Values，Volume Fraction设为[0.0, 1.0, 0.0]，只允许Air从该边界流入。
求解条件
1、展开Solvers，Implicit Unsteady时间步长设为1e-7 s。
2、展开Stopping Criteria，Maximum Physical Time设为5e-5 s，Maximum Inner Iterations默认5步，不勾选Maximum Steps。
后处理显示
1、新建Scalar Scene，Scalar Field选择Volume Fraction > H2O，监控H2O的体积变化。Contour Style选择Smooth Filled。点击Color Bar，将Title Height设为0.04，Label Height设为0.035。
2、展开Attributes > Update，Trigger选择Time Step，勾选Save To File，Base Filename设为cavitation。Time-Step Frequency设为10。
3、展开Tools > Annotations > Solution Time，拖拽至Scalar Scene，将Solution Time的Height设为0.04。
提交计算
1、保存，初始化，提交计算。
计算结果
1、H2O的体积分布。
2、H2O(G)的体积分布，空化过程。
3、Air的体积分布。
4、利用Field Fu艘绒庳焰nction将H2O和H2O(G)的体积分布同时显示。点击Tools > Field Functio荏鱿胫协ns，右键New > Scalar ，命名为Volume Fraction (All Phases)。在Definition里输入${VolumeFractionH2O}+2*${VolumeFractionH2O(G)}。
5、将Scalar Field的Function改为Volume Fraction (All Phases)，Max值改为2。其中橘黄色位置为空化区域，即形成水蒸气的区域。
6、显示矢量图。
