自由サーフェス モデリング機能を使用すると、ダイナミックに液体と気体の境界面をシミュレートすることができます。この機能は、波、スロッシング、流出などの流れ現象のモデリングに不可欠です。これらは、実際に発生する流れであり、工学の分野で幅広く発生するものです。
Autodesk® CFD の自由サーフェス定式化は、オイラーの流体体積(VOF)法に基づいています。自由サーフェスの対流項は、この方程式で計算されます。
F は充填比率であり、どの要素が流体で充填され、どの要素が空であるかを判断するために使用します。
F = 0 の場合、要素は空です。
F = 1 の場合、要素は流体で充填されています。
は液体の速度フィールドで、非圧縮性 Navier-Stokes 方程式によって計算されます。
自由サーフェス(流体とガス間のインタフェース)上で、静ゲージ圧 = 0 です。ガス充填領域の空の要素によってシミュレーションされます。これらの空の要素は、流れ解析から除外されます。
自由サーフェスのシミュレーションは、常に時間依存するため、支配方程式における時間項として実行されます。