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《fluent多相流模型選擇和設定》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、1.多相流動模式我們可以根據(jù)下面的原則對多相流分成四類：?氣-液或者液-液兩相流：o氣泡流動：連續(xù)流體中的氣泡或者液泡。o液滴流動：連續(xù)氣體中的離散流體液滴。o活塞流動:在連續(xù)流體中的大的氣泡o分層自由面流動：由明顯的分界面隔開的非混合流體流動。?氣-固兩相流：o充滿粒子的流動：連續(xù)氣體流動中有離散的固體粒子。o氣動輸運：流動模式依賴諸如固體載荷、雷諾數(shù)和粒子屬性等因素。最典型的模式有沙子的流動，泥漿流，填充床，以及各向同性流。o流化床：由一個盛有粒子的豎直圓筒構成，氣體從一個分散器導入筒內(nèi)。從床底不斷充入的氣體使得顆粒得以懸浮。改變氣體的流量，就會有氣泡不斷的出現(xiàn)并
2、穿過整個容器，從而使得顆粒在床內(nèi)得到充分混合。?液-固兩相流o泥漿流：流體中的顆粒輸運。液-固兩相流的基本特征不同于液體中固體顆粒的流動。在泥漿流中，Stokes數(shù)通常小于1。當Stokes數(shù)大于1時，流動成為流化（fluidization）了的液-固流動。o水力運輸:在連續(xù)流體中密布著固體顆粒o沉降運動:在有一定高度的成有液體的容器內(nèi)，初始時刻均勻散布著顆粒物質(zhì)。隨后，流體將會分層，在容器底部因為顆粒的不斷沉降并堆積形成了淤積層，在頂部出現(xiàn)了澄清層，里面沒有顆粒物質(zhì)，在中間則是沉降層，那里的粒子仍然在沉降。在澄清層和沉降層中間，是一個清晰可辨的交界面。?三相流(上面
3、各種情況的組合)各流動模式對應的例子如下：?氣泡流例子：抽吸，通風，空氣泵，氣穴，蒸發(fā)，浮選，洗刷?液滴流例子：抽吸，噴霧，燃燒室，低溫泵，干燥機，蒸發(fā)，氣冷，刷洗?活塞流例子：管道或容器內(nèi)有大尺度氣泡的流動?分層自由面流動例子：分離器中的晃動，核反應裝置中的沸騰和冷凝?粒子負載流動例子：旋風分離器，空氣分類器，洗塵器，環(huán)境塵埃流動?風力輸運例子：水泥、谷粒和金屬粉末的輸運?流化床例子：流化床反應器，循環(huán)流化床?泥漿流例子:泥漿輸運，礦物處理?水力輸運例子：礦物處理，生物醫(yī)學及物理化學中的流體系統(tǒng)?沉降例子：礦物處理2.多相流模型FLUENT中描述兩相流的兩種方法:歐
4、拉一歐拉法和歐拉一拉格朗日法，后面分別簡稱歐拉法和拉格朗日法。歐拉法即為兩相流模型，拉格朗日法即為離散相模型歐拉法著眼于空間的點，基本思想是考察空間一個點上的物理量及其變化。在歐拉方法中，F(xiàn)LUENT將不同的相被處理成互相貫穿的連續(xù)介質(zhì)。各相的體積率是時間和空間的連續(xù)函數(shù)，其體積分率之等于1。歐拉法中兩相流模型包括:VOF(thevolumeoffluid)模型，混合模型和歐拉一歐拉模型VOF模型(VolumeofFluidModel)混合模型(MixtureModel)l歐拉模型(EulerianModel)2.1VOF模型(VolumeofFluidModel)?
5、VOF模型用來處理沒有相互穿插的多相流問題，在處理兩相流中，假設計算的每個控制容積中第一相的體積含量為α1，如果α1=0，表示該控制容積中不含第一相，如果α1=1，則表示該控制容積中只含有第一相，如果0<α1<1，表示該控制容積中有兩相交界面；?VOF方法是用體積率函數(shù)表示流體自由面的位置和流體所占的體積，其方法占內(nèi)存小，是一種簡單而有效的方法。VOF模型在應用的過程中存在某些局限性:(l)在利用該模型進行模擬時要求所有的控制體積必須被任何一種流體相或混合相所填滿，即不能存在無流體流動的區(qū)域;(2)只允許一相流體是可壓縮的;(3)很難對具有混合物料和反應存在的流動進行
6、模擬;(4)相間存在較大速度差時，界面的速度精度會受到很大的影響。2.2混合模型(MixtureModel)混合模型(MixtureModel)是一種簡化的兩(多)相流模型，它使用單流體方用于模擬各相有不同速度的兩(多)相流，但是假定了在短空間尺度上局部的，相之間的耦合很強。同時也用于模擬有強烈藕合的各向同性相流和各相以相度運動的兩(多)相流?；旌夏Ｐ涂梢酝ㄟ^求解混合相的動量、連續(xù)性和能量，第二相的體積分率方程，以及相對速度的代數(shù)表達式模擬多相(fluldorculate)。典型的應用包括低負載的粒子負載流，沉降，旋風分離器以及氣相容很低的泡狀流?；旌衔锬Ｐ鸵部捎糜跊]
7、有離散相相對速度的均勻多相流。?用混合特性參數(shù)描述的兩相流場的場方程組稱為混合模型；?考慮了界面?zhèn)鬟f特性以及兩相間的擴散作用和脈動作用；使用了滑移速度的概念，允許相以不同的速度運動；?用于模擬各相有不同速度的多相流；也用于模擬有強烈耦合的各向同性多相流和各相以相同速度運動的多相流；?缺點：界面特性包括不全，擴散和脈動特性難于處理。2.3歐拉模型(EulerianModel)歐拉一歐拉模型(Euler-EulerModel)是兩(多)相流中最復雜的兩(多)相流模型，也稱為雙流體模型。連續(xù)相與分散相被視為連續(xù)的一體。歐拉一歐拉模型對每一相都建立動量方程和
