自由表面仿真
使用格物云CAE的自由表面模块，可以对自由表面的流动进行仿真。
格物云CAE的自由表面模块使用VoF方法（Volume of Fluid）方法模拟自由表面，自由表面可以理解为两相之间的分界面，最常见的便是水和空气之间的交界面。
VoF模型常用来处理具有明显交界面的多相流问题。具体方法就是在整个流场中定义一个体积分数函数$\alpha_x$。假设每个网格中第一相的体积分数为$\alpha_1$, 若$\alpha_1=0$, 则该网内不含第一相, 若$\alpha_1=1$, 则该网格内只含第一项, 若$0<\alpha_1<1$, 则该网格内含有两相交界面。因此, 只要确定了网格中的体积分数, 就能明确求出不同相的流体所对应的位置及相间分布。
体积分数通过连续性方程求解，即：
$\frac{1}{\rho_n}\left[ \frac{\partial }{\partial t}(\alpha_n \rho_n) + \nabla \cdot (\alpha_n \rho_n \vec{u}_n) \right]=$
$S_n + \sum\limits_{p=1}^n(m_{ln}-m_{nl})$
式中：
$\rho_n$为第$n$相流体的密度；
$\alpha_n$为第$n$相的体积分数；
$\vec{u}_n$为第$n$相的速度矢量；
$m_{ln}$为第$n$相流体流入第$l$相流体中的质量；
$m_{nl}$为第$l$相流体流入第$n$相流体中的质量；
$S_n$为源项，如果多相流体间没有特殊的质量输运，该项一般为0；
$t$为时间。
使用格物云CAE网站，我们可以通过下面的几个步骤轻松开启自由表面仿真！
进入格物云CAE网站
在页面下方模块栏中选择流体仿真-自由表面仿真，进入自由表面仿真介绍截面：
点击介绍文本下方蓝色开始仿真按钮，弹出创建工程窗口:
输入工程名称后，点击创建，进入自由表面仿真界面:
自由表面仿真模块树如图所示：
- 全局设置
在自由表面仿真选项卡中，可以对均匀相模型进行选择，可以对整体的湍流模型及算法进行设置，包含了湍流模型、时间格式以及速度-压力算法等。当选择特定湍流模型时，还需要进行长度尺度或速度尺度的设置。如果想看到更加详细的湍流模型介绍，请点击[湍流模型]
- 网格
在网格选项卡中，可导入软件默认的网格格式(med/inp/cbd/cgns)，用户需预先把所需的边界面组和体组定义完整，否则在后续的仿真分析中不能选择未定义的面组和体组。
- 全局模型
在全局设置选项卡中，可以定义仿真区域的重力加速度及方向。
- 材料
在材料选项卡中，可以将两个不同的流体相（相1、相2）分别选择为常用的流体介质，如水、空气、氧气、氢气等，包括粘性模型、动力粘度、密度。同时也支持用户自定义流体物性。
- 初始条件
在初始条件选项卡中，可以为流体域赋予一个初始状态，即初始时刻流场的速度及湍流值的定义，并且可以对流场初始化的相场进行设置。如果想看到详细的初始条件设置介绍请点击[初始条件]
- 边界条件
在边界条件选项卡中，可以基于网格内的边界面，为流体域的边界指定边界条件，如入口、出口、壁面、对称面等。
- 体组
在体组选项卡中，可以基于网格模型中预定义的体组，为流体域中的特定区域指定多孔介质模型，或者添加动力源项和压头损失。
- 求解器
在求解器选项卡中，用户还可根据自己的需要对求解器进行个性化选择与设置，以满足计算需求。如果想看到选择和设置求解器的详细说明设置介绍请点击[求解器设置]
在总体求解设置选项卡中，可启闭或选择不同的求解策略设置，例如梯度重建类型、相邻网格拓展方式、压力松弛因子更改、密度变化算法等。
在方程求解设置选项卡中，可对流体方程待求解参数的求解器、残差，以及它们的的求解格式进行设置。
- 时间步&资源
在时间步&资源选项卡中，可对时间步和时间步长进行定义，同时可指定仿真计算需要调用的计算核数和后处理结果的输出频率。
- 结果配置
在结果配置选项卡中，可以设置输出指定物理量时间平均结果，选择输出的体数据物理量或面数据物理量，设置监测线或监测点上指定物理量的变化过程
- 仿真计算
在所有的仿真参数和条件设置完成后，可以在仿真计算选项卡中提交仿真计算。 当计算结束时，用户可以查看流场内物理场的云图结果，包括速度场、压力场等。同时用户还可得到计算时的求解日志，来获取计算时的一些重要信息，及错误提醒，方便用户及时找到问题所在，解决棘手问题。