搜索Fluent：多相流模型
2016-11-14 by:CAE仿真在线 来源:互联网
1. VOF模型
该模型通过求解单独的动量方程和处理穿过区域的每一流体的容积比来模拟两种或三种不能混合的流体。典型的应用包括流体喷射、流体中大泡运动、流体在大坝坝口的流动、气液界面的稳态和瞬态处理等。一般而言VOF主要适用于非稳态的多相流模型,仅对某些特定问题的多相流模型的稳态问题能够适用。
VOF方法适用于计算空气和水这样不能互相掺混的流体流动,对于分层流和活塞流,最方便的就是选择VOF模型。需要注意的是,对于湍流模型的设置,VOF不能用于无粘流,也不能用大涡模拟。
Geo-Reconstruct格式
Geo-Reconstruct格式(在Solution Methods中设置)是一种较为精确的追踪自由表面的计算格式,广泛地应用于瞬变流的VOF问题中,但必须注意的要使用该格式VOF模型必须使用显示离散格式(在VOF模型设置选项设置)。
Body Force Formulation
为提高解的收敛性,对于涉及到表面张力的计算,建议在Body ForceFormulation 中勾选 ImplicitBody Force。这样做由于压力梯度和动量方程中表面张力的部分平衡,从而提高解的收敛性。
2. Mixture模型
这是一种简化的多相流模型,用于模拟各种有不同速度的多相流,但是假定了在短空间尺度上局部的平衡。相之间的耦合应当是很强的。它也用于模拟有强烈耦合的各向同性多相流和各向以相同速度运动的多相流。典型的应用包括沉降(sedimentation)、气旋分离器、低载荷作业下的多粒子流动、气相容积率很低的泡状流。
Mixture Parameters
一般需要勾选Mixture Parameters中的Slip Velocity复选框,以此来求解滑移速度模型,因为在多相流中各种组分的速度有很大不同。对于求解一个均匀的多相流问题可以选择不做滑移速度的计算,可以在mixture parameters选项下将slip velocity关掉。
3. Eulerian模型
欧拉模型是fluent中最为复杂的多相流模型。它建立了一套包含有n个动量方程和连续方程来求解每一相。压力项和各界面交换系数是耦合在一起的。耦合的方式则依赖于所含有的情况,颗粒流(流-固)的处理与非颗粒流(流-流)是不同的。欧拉模型的应用包括气泡柱、上浮、颗粒悬浮和流化床。
该模型可以模拟多相分离流及相互作用的相,相可以是液体、气体、固体。与在离散相模型中Eulerian-Lagrangian方案只用于离散相不同,在多相流模型中Eulerian方案用于模型中的每一项。
如何选择多相流模型
VOF模型适应于分层的或者自由表面流动,而mixture 模型和Eulerian模型适应于流动中有相混合或者分离,或者分散相的体积分数超过10%的情形。
为了更好地区分mixture模型和Eulerian模型,给出以下建议:
1. 如果分散相有着宽广的分布,mixture模型是最可取的。如果分散相只集中在区域中的一部分,应当使用Eulerian模型。
2. 如果相间曳力规律是可利用的,Eulerian模型通常比mixture模型能给出更精确的结果。如果相间的曳力规律不明了,mixture模型是最好的选择。
3. mixture模型比Eulerian模型要少求解一部分方程,所以mixture模型计算量较小,如果精度要求很高,Eulerian 模型是更好的选择。但是,复杂的Eulerian 模型比mixture模型的计算稳定性要差。
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