多相流模型——Fluent入门培训(安世亚太).pdf

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书资料大小：1.62M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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多相流模型

简介

选择多相流模型

多相流的各种形式

填充体积和微粒

多相流中的湍流模型

Stokes数

混合物质相

FLUENT中的混合模型

离散相模型

离散相模型 (DPM)

DPM模型的适用条件

DPM 案例 – 喷雾干燥器仿真

喷雾干燥器仿真 (2)

欧拉多相模型

欧拉模型中的粒状选项

欧拉模型的适用条件

欧拉模型案例 – 三维气泡柱

欧拉模型案例 – 循环流动层

混合模型

混合模型适用条件

混合模型案例 – 喷射气流

VOF模型

分界面插值方法

VOF模型的适用性

VOF模型案例 – 晃动的汽车油箱

VOF模型案例 – 水平薄膜状沸腾

概要

附录

建立离散相模型 (DPM)

DPM 模型边界条件

混合模型方程

混合模型设置 (1)

混合模型设置(2)

气穴模型

欧拉多相模型方程

欧拉模型设置

欧拉粒状模型设置

VOF 模型设置

不同种类反应设置

适应多相的UDF

多相流模型 FLUENT入门培训中国制造业信息化门户网http://www.e-works.net.cn

Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.3 December 2006 简介 • 相是指在流场或者位势场中，具有相同的边界条件和动力学特性的同类物质. • 相一般分为固体，液体，气体，同时也有其它的定义形式: – 具有不同化学属性的材料，但具有相同的状态和相（例如：液体－液体，油－水） • 液体由原相（primary）和次相的混合相（secondary）组成 – 原相(primary)可以认为是连续介质 – 次相 (secondary) 认为是分散在原相中 – 可能有很多混合相以不同的大小分布在不同的位置 Secondary Phase • 相反, 多组分流（成分输运）是一种可以用单一的速度和温度来定 Primary Phase 义所有成分的流动。中国制造业信息化门户网http://www.e-works.net.cn

Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.3 December 2006 选择多相流模型 • 为能选择合理的模型，用户需要推理得到下列形式的一些流动参数: – 流动域 • 微粒 (连续介质中的气泡，液滴和固体颗粒) • 分层 (流体分界面的长度和域的长度成正比) – 多相湍流模型 – 在颗粒流动中，可以估计出 • 颗粒体积填充量 • Stokes数中国制造业信息化门户网http://www.e-works.net.cn

Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.3 December 2006 多相流的各种形式 – 气泡流－连续液体介质中的离散气泡，例如：减震器，蒸发器，喷射装置。 Gas/Liquid Liquid/Liquid – 液滴流－连续气体介质中的离散液滴，例如：喷雾器，燃烧室 – 活塞流－大的气泡在连续液体中 – 层流/自由表面流－不能混合的流体有清晰的分离面，例如：自由表面流 – 粒子流－连续液体中的固体颗粒，例如：旋转分离器，空气清新器，吸尘器，尘埃环境流 – 流动层－流动层反应堆 – 泥浆流 – 液体中的质点流，固体悬浮液，沉淀，和水力输运 Gas / Solid Liquid / Solid Slug Flow Bubbly, Droplet, or Particle-Laden Flow Pneumatic Transport, Hydrotransport, or Slurry Flow Stratified / Free- Surface Flow Sedimentation Fluidized Bed 中国制造业信息化门户网http://www.e-works.net.cn

Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.3 December 2006 填充体积和微粒 • 填充体积 – 分散型或者密集型 – 这个和混合相（ secondary phase）的体积分数有关 Volume Fraction =α= Volume of ain phase the Volume of the cell/domai n cell/domai n – 分散型 (< 10%), 内部颗粒间的距离大于颗粒直径两倍，因此，颗粒间的相互作用可以忽略。 V primary 密集型 – 散布率和连续相惯量 ρα α ρ ,1 one << ⎧ ⎨ two 1, ≅ ⎩ cont way way coupling coupling cont = part part V secondary cellV 中国制造业信息化门户网http://www.e-works.net.cn

Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.3 December 2006 多相流中的湍流模型 • 多相流中的湍流模型非常具有挑战性。 • 如今，单相湍流模型（例如k–ε 和 RSM ）只 • 考虑到混合相，湍流方程需要更多的项来建立是用在基础相的湍流模型计算中。湍流模型。 • 如果相离散而且密度比例为1，或者颗粒分布是分散性，混合物质便可以用单相模型来表达。 • 其它情况时，可能依然使用单相模型，或者使用“粒子成分修正”模型。中国制造业信息化门户网http://www.e-works.net.cn

Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.3 December 2006 Stokes数 • 系统载入媒介粒子时，根据Stokes数选择合适的模型。 – Stokes数(St)是粒子(分散内相)时间松弛系数(τd )和流动特征时间比例(τc )的比值。其中 . ， =τ d c =τ ρ d 18 d μ 2 d c =St c τ d τ D U – D 和 U 是问题中的特征长度和速度标量。 – 如果 St << 1, 粒子流动将会跟随流场流动。 – 如果 St > 1, 粒子流动独立于流场流动。中国制造业信息化门户网http://www.e-works.net.cn

Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.3 December 2006 混合物质相 • 在 FLUENT中所有的混合模型，任何相都可以看成是由一种材料或者由混合物质组成。 • 混合相的材料定义和单相流中的定义一样。 • 可以建立不同类的反应 (属于不同相中反应物和产物间的反应). – 这个意味着不同类反应将会导致界面间的质量传递。中国制造业信息化门户网http://www.e-works.net.cn

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