VOF-Methode

Die Volume-of-Fluid-Methode (VOF-Methode) ist eines der Standardverfahren zur Berechnung zweiphasiger Strömungen der numerischen Strömungsmechanik.  Bei der VOF-Methode wird die Finite-Volumen-Diskretisierung eingesetzt, d.h. das Modell wird in dreidimensionale Volumenelemente (Berechnungszelle) eingeteilt, wie es bei üblichen CFD-Simulationen der Fall ist. Innerhalb der Berechnungszelle wird eine neue Variable C gespeichert, die den Volumenanteil einer Phase innerhalb der Zelle darstellt. Der Wert kann dabei zwischen 0 und 1 liegen. Aus der Verteilung der Phasen werden die physikalischen Eigenschaften wie Dichte oder Viskosität abgeleitet. In Zellen, die beide Fluide enthalten, werden diese Werte gemittelt. Die Werte werden dann verwendet, um mit Hilfe der Navier-Stokes-Gleichungen ein neues Geschwindigkeitsfeld zu berechnen. Die VOF-Methode kann zusätzliche physikalische Eigenschaften berücksichtigen. Dazu zählen z.B. Oberflächenspannung, Wärmetransport, Auftriebseffekte und Phasenwechsel.