搜索Fluent：多相流模型
2016-11-14 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
1. VOF模型
該模型通過求解單獨的動量方程和處理穿過區域的每一流體的容積比來模擬兩種或三種不能混合的流體。典型的應用包括流體噴射、流體中大泡運動、流體在大壩壩口的流動、氣液界面的穩態和瞬態處理等。一般而言VOF主要適用于非穩態的多相流模型,僅對某些特定問題的多相流模型的穩態問題能夠適用。
VOF方法適用于計算空氣和水這樣不能互相摻混的流體流動,對于分層流和活塞流,最方便的就是選擇VOF模型。需要注意的是,對于湍流模型的設置,VOF不能用于無粘流,也不能用大渦模擬。
Geo-Reconstruct格式
Geo-Reconstruct格式(在Solution Methods中設置)是一種較為精確的追蹤自由表面的計算格式,廣泛地應用于瞬變流的VOF問題中,但必須注意的要使用該格式VOF模型必須使用顯示離散格式(在VOF模型設置選項設置)。
Body Force Formulation
為提高解的收斂性,對于涉及到表面張力的計算,建議在Body ForceFormulation 中勾選 ImplicitBody Force。這樣做由于壓力梯度和動量方程中表面張力的部分平衡,從而提高解的收斂性。
2. Mixture模型
這是一種簡化的多相流模型,用于模擬各種有不同速度的多相流,但是假定了在短空間尺度上局部的平衡。相之間的耦合應當是很強的。它也用于模擬有強烈耦合的各向同性多相流和各向以相同速度運動的多相流。典型的應用包括沉降(sedimentation)、氣旋分離器、低載荷作業下的多粒子流動、氣相容積率很低的泡狀流。
Mixture Parameters
一般需要勾選Mixture Parameters中的Slip Velocity復選框,以此來求解滑移速度模型,因為在多相流中各種組分的速度有很大不同。對于求解一個均勻的多相流問題可以選擇不做滑移速度的計算,可以在mixture parameters選項下將slip velocity關掉。
3. Eulerian模型
歐拉模型是fluent中最為復雜的多相流模型。它建立了一套包含有n個動量方程和連續方程來求解每一相。壓力項和各界面交換系數是耦合在一起的。耦合的方式則依賴于所含有的情況,顆粒流(流-固)的處理與非顆粒流(流-流)是不同的。歐拉模型的應用包括氣泡柱、上浮、顆粒懸浮和流化床。
該模型可以模擬多相分離流及相互作用的相,相可以是液體、氣體、固體。與在離散相模型中Eulerian-Lagrangian方案只用于離散相不同,在多相流模型中Eulerian方案用于模型中的每一項。
如何選擇多相流模型
VOF模型適應于分層的或者自由表面流動,而mixture 模型和Eulerian模型適應于流動中有相混合或者分離,或者分散相的體積分數超過10%的情形。
為了更好地區分mixture模型和Eulerian模型,給出以下建議:
1. 如果分散相有著寬廣的分布,mixture模型是最可取的。如果分散相只集中在區域中的一部分,應當使用Eulerian模型。
2. 如果相間曳力規律是可利用的,Eulerian模型通常比mixture模型能給出更精確的結果。如果相間的曳力規律不明了,mixture模型是最好的選擇。
3. mixture模型比Eulerian模型要少求解一部分方程,所以mixture模型計算量較小,如果精度要求很高,Eulerian 模型是更好的選擇。但是,復雜的Eulerian 模型比mixture模型的計算穩定性要差。
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