fluent多相流模型选择与设定

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1、1.多相流动模式我们可以根据下面的原则对多相流分成四类：•气-液或者液-液两相流：o气泡流动：连续流体中的气泡或者液泡。o液滴流动：连续气体中的离散流体液滴。o活塞流动:在连续流体中的大的气泡o分层自由面流动：由明显的分界面隔开的非混合流体流动。•气-固两相流：o充满粒子的流动：连续气体流动中有离散的固体粒子。o气动输运：流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。最典型的模式有沙子的流动，泥浆流，填充床，以及各向同性流。o流化床：由一个盛有粒子的竖直圆筒构成，气体从一个分散器导入筒内。从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮。改变气体的流量，就会有气泡不断的出现并

2、穿过整个容器，从而使得颗粒在床内得到充分混合。•液-固两相流o泥浆流：流体中的颗粒输运。液-固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。在泥浆流中，Stokes数通常小于1。当Stokes数大于1时，流动成为流化（fluidization）了的液-固流动。o水力运输:在连续流体中密布着固体颗粒o沉降运动:在有一定高度的成有液体的容器内，初始时刻均匀散布着颗粒物质。随后，流体将会分层，在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤积层，在顶部出现了澄清层，里面没有颗粒物质，在中间则是沉降层，那里的粒子仍然在沉降。在澄清层和沉降层中间，是一个清晰可辨的交界面。•三相流(上面

3、各种情况的组合)各流动模式对应的例子如下：•气泡流例子：抽吸，通风，空气泵，气穴，蒸发，浮选，洗刷•液滴流例子：抽吸，喷雾，燃烧室，低温泵，干燥机，蒸发，气冷，刷洗•活塞流例子：管道或容器内有大尺度气泡的流动•分层自由面流动例子：分离器中的晃动，核反应装置中的沸腾和冷凝•粒子负载流动例子：旋风分离器，空气分类器，洗尘器，环境尘埃流动•风力输运例子：水泥、谷粒和金属粉末的输运•流化床例子：流化床反应器，循环流化床•泥浆流例子:泥浆输运，矿物处理•水力输运例子：矿物处理，生物医学及物理化学中的流体系统•沉降例子：矿物处理2.多相流模型FLUENT中描述两相流的两种方法:欧

4、拉一欧拉法和欧拉一拉格朗日42法，后面分别简称欧拉法和拉格朗日法。欧拉法即为两相流模型，拉格朗日法即为离散相模型欧拉法着眼于空间的点，基本思想是考察空间一个点上的物理量及其变化。在欧拉方法中，FLUENT将不同的相被处理成互相贯穿的连续介质。各相的体积率是时间和空间的连续函数，其体积分率之等于1。欧拉法中两相流模型包括:VOF(thevolumeoffluid)模型，混合模型和欧拉一欧拉模型VOF模型(VolumeofFluidModel)混合模型(MixtureModel)l欧拉模型(EulerianModel)2.1VOF模型(VolumeofFluidModel

5、)?VOF模型用来处理没有相互穿插的多相流问题，在处理两相流中，假设计算的每个控制容积中第一相的体积含量为α1，如果α1=0，表示该控制容积中不含第一相，如果α1=1，则表示该控制容积中只含有第一相，如果0<α1<1，表示该控制容积中有两相交界面；?VOF方法是用体积率函数表示流体自由面的位置和流体所占的体积，其方法占内存小，是一种简单而有效的方法。VOF模型在应用的过程中存在某些局限性:(l)在利用该模型进行模拟时要求所有的控制体积必须被任何一种流体相或混合相所填满，即不能存在无流体流动的区域;(2)只允许一相流体是可压缩的;(3)很难对具有混合物料和反应存在的流动

6、进行模拟;(4)相间存在较大速度差时，界面的速度精度会受到很大的影响。2.2混合模型(MixtureModel)混合模型(MixtureModel)是一种简化的两(多)相流模型，它使用单流体方用于模拟各相有不同速度的两(多)相流，但是假定了在短空间尺度上局部的，相之间的耦合很强。同时也用于模拟有强烈藕合的各向同性相流和各相以相度运动的两(多)相流。混合模型可以通过求解混合相的动量、连续性和能量，第二相的体积分率方程，以及相对速度的代数表达式模拟多相(fluldorculate)。典型的应用包括低负载的粒子负载流，沉降，旋风分离器以及气相容很低的泡状流。混合物模型也可用

7、于没有离散相相对速度的均匀多相流。?用混合特性参数描述的两相流场的场方程组称为混合模型；?42考虑了界面传递特性以及两相间的扩散作用和脉动作用；使用了滑移速度的概念，允许相以不同的速度运动；?用于模拟各相有不同速度的多相流；也用于模拟有强烈耦合的各向同性多相流和各相以相同速度运动的多相流；?缺点：界面特性包括不全，扩散和脉动特性难于处理。2.3欧拉模型(EulerianModel)欧拉一欧拉模型(Euler-EulerModel)是两(多)相流中最复杂的两(多)相流模型，也称为双流体模型。连续相与分散相被视为连续的一体。欧拉一欧拉模型对每一相都建立动