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多相流多相流
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简介
l 多相流指一种以上流体存在,并且每种流体用自己
的流场参数描述(速度、压力、温度、密度等)
l “相”的概念
l 流体在宏观尺度上混合,该混合尺度远小于解析尺
度(网格尺度),但远大于分子尺度。
l 在微观尺度(分子尺度)上混合的流体可以用定义
质量分数的方法来模拟(多组分流)
CFX-5.7Training, 2004
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CFX5.7中的多相流模型
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l 欧拉-欧拉多相流
l 求解体积分数方程和每一相的流场变量
l 将单一直径的颗粒视为一相,例如,模拟水中气
泡流时,对三种不同直径的气泡,分三相来模拟
总共求解四相。
l 可以模拟连续-离散相,连续-连续相,考虑了
表面张力的效应。
l 拉格朗日颗粒跟踪模型,对颗粒直径分布更容易
模拟
l 沸腾和气蚀等相变模型
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l 一相以连续形式存在,一相以离散形式存在,如颗粒、气泡
连续-离散相
、液滴等。
l 例如:
雨:空气+水(液滴流)
啤酒:液体+气泡(气泡流)
含有尘土的空气:(颗粒流)
不相溶的两种流体:如水中的油滴
l 可以模拟很高密度比的流体。(连续相密度/离散相密度=
1000,或连续相密度/离散相密度=0.001。
l 可以模拟很大的滑移速度。
l 常见的例子包括气泡流和流化床
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连续-连续相:自由表面流例子
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l 两相都是连续的
l 浇注
l 大坝裂口
l 油箱加油过程
l 容器内的液面晃动
l 明渠流
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相间的相互作用
l 动量传递:由于相间滑移速度的存在(阻力)
l 质量传递:由于浓度差引起
l 能量传递:由于温差引起
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欧拉-欧拉多相流模型
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欧拉-欧拉模型
l 各相之间在宏观尺度上混合,该混合尺度远小于解析尺度
(网格尺度),但远大于分子尺度。
l 所有的相占有同一空间体积,在控制体内假设每一相占有
的体积大小用变量体积分数来表示。
l 每一相有自己的流场参数。
l 各相通过相间的能量传输、动量传输、质量传输模型耦合
。
l 相间传输模型和问题的相关程度很大,大多是建立在经验
公式上的。
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