VOF模型,即體積分數(Volume of Fluid)模型,是一種在固定的歐拉格線下的表面跟蹤方法。它主要用於模擬兩種或多種不互相融合的流體之間的交界面。在VOF模型中,不同的流體組分共用一套動量方程,並且在全流場的每個計算單元內記錄下各流體組分所占有的體積率。
VOF模型的套用範圍廣泛,包括分層流、自由面流動、灌注、晃動、液體中大氣泡的流動、水壩決堤時的水流、噴射衰竭(jet breakup)表面張力的預測,以及任意液體-氣體分界面的穩態或瞬態跟蹤。
使用VOF模型時,需要考慮以下限制條件:
必須使用基於壓力的求解器,不能用於基於密度的求解器。
所有控制體積必須充滿單一流體相或混合相,在空的區域(其中沒有任何類型的流體)不允許存在。
只有一相是可壓縮的。
周期流動問題不能和VOF模型同時計算。
二階隱式的time-stepping公式不能用於VOF模型的顯示算法。
當並行跟蹤粒子時,若共享記憶體啟用,VOF模型不能與DPM模型同時使用。
需要注意的是,VOF模型主要適用於非穩態的多相流模擬,對於某些特定問題的多相流模型的穩態問題也能適用。此外,VOF模型不能用於無粘流或大渦模擬。