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1、多相流模型FLUENT入門培訓(xùn)簡介相是指在流場或者位勢場中，具有相同的邊界條件和動力學(xué)特性的同類物質(zhì).相一般分為固體，液體，氣體，同時(shí)也有其它的定義形式:具有不同化學(xué)屬性的材料，但具有相同的狀態(tài)和相（例如：液體－液體，油－水）液體由原相（primary）和次相的混合相（secondary）組成原相(primary)可以認(rèn)為是連續(xù)介質(zhì)次相(secondary)認(rèn)為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相反,多組分流（成分輸運(yùn)）是一種可以用單一的速度和溫度來定義所有成分的流動。PrimaryPhas
2、eSecondaryPhase選擇多相流模型為能選擇合理的模型，用戶需要推理得到下列形式的一些流動參數(shù):流動域微粒(連續(xù)介質(zhì)中的氣泡，液滴和固體顆粒)分層(流體分界面的長度和域的長度成正比)多相湍流模型在顆粒流動中，可以估計(jì)出顆粒體積填充量Stokes數(shù)多相流的各種形式氣泡流－連續(xù)液體介質(zhì)中的離散氣泡，例如：減震器，蒸發(fā)器，噴射裝置。液滴流－連續(xù)氣體介質(zhì)中的離散液滴，例如：噴霧器，燃燒室活塞流－大的氣泡在連續(xù)液體中層流/自由表面流－不能混合的流體有清晰的分離面，例如：自由表面流粒子流－連續(xù)液體中的固體顆粒，例如：旋
3、轉(zhuǎn)分離器，空氣清新器，吸塵器，塵埃環(huán)境流流動層－流動層反應(yīng)堆泥漿流–液體中的質(zhì)點(diǎn)流，固體懸浮液，沉淀，和水力輸運(yùn)Gas/LiquidLiquid/LiquidGas/SolidLiquid/SolidSlugFlowBubbly,Droplet,orParticle-LadenFlowStratified/Free-SurfaceFlowPneumaticTransport,Hydrotransport,orSlurryFlowSedimentationFluidizedBed填充體積和微粒填充體積–分散型或者密集
4、型這個(gè)和混合相（secondaryphase）的體積分?jǐn)?shù)有關(guān)分散型(<10%),內(nèi)部顆粒間的距離大于顆粒直徑兩倍，因此，顆粒間的相互作用可以忽略。密集型–散布率和連續(xù)相慣量多相流中的湍流模型多相流中的湍流模型非常具有挑戰(zhàn)性。如今，單相湍流模型（例如k–ε和RSM）只是用在基礎(chǔ)相的湍流模型計(jì)算中?？紤]到混合相，湍流方程需要更多的項(xiàng)來建立湍流模型。如果相離散而且密度比例為1，或者顆粒分布是分散性，混合物質(zhì)便可以用單相模型來表達(dá)。其它情況時(shí)，可能依然使用單相模型，或者使用“粒子成分修正”模型。Stokes數(shù)系統(tǒng)載入媒介粒
5、子時(shí)，根據(jù)Stokes數(shù)選擇合適的模型。Stokes數(shù)(St)是粒子(分散內(nèi)相)時(shí)間松弛系數(shù)(τd)和流動特征時(shí)間比例(τc)的比值。其中.，D和U是問題中的特征長度和速度標(biāo)量。如果St<<1,粒子流動將會跟隨流場流動。如果St>1,粒子流動獨(dú)立于流場流動?；旌衔镔|(zhì)相在FLUENT中所有的混合模型，任何相都可以看成是由一種材料或者由混合物質(zhì)組成?；旌舷嗟牟牧隙x和單相流中的定義一樣?？梢越⒉煌惖姆磻?yīng)(屬于不同相中反應(yīng)物和產(chǎn)物間的反應(yīng)).這個(gè)意味著不同類反應(yīng)將會導(dǎo)致界面間的質(zhì)量傳遞。FLUENT中的混合模型粒子流
6、模型離散相模型(DPM)混合相模型歐拉混合多相流模型層流模型VOF模型DefineModelsMultiphase…DefinePhases…離散相模型離散相模型(DPM)拉格朗日計(jì)算方法下粒子/液滴/氣泡的軌跡。粒子可以通過連續(xù)氣體介質(zhì)交換熱量、質(zhì)量和動量。每條軌跡都是由一組初始條件相同的粒子形成。粒子與粒子間的相互作用可以忽略。可以使用隨機(jī)軌跡或者“粒子云團(tuán)”來建立湍流散布模型。幾種有效的子模型方法:散布相的加熱/冷卻流體液滴的汽化和蒸發(fā)燃燒粒子的揮發(fā)演變和燃燒噴霧模型中液滴的分裂和融合腐蝕/衍生DPM模型的適
7、用條件流域:氣泡流,液滴流,粒子流填充體積:必須是分散型(體積率<12%)填充粒子:少量到適中建立湍流模型:相之間的弱結(jié)合和強(qiáng)結(jié)合Stokes數(shù):所有Stokes數(shù)案例氣旋噴霧干燥器粒子的分離和分類浮質(zhì)散布液體燃料媒的燃燒DPM案例–噴霧干燥器仿真使用FLUENT中DPM模型模擬仿真噴霧干燥過程，包括液體噴霧進(jìn)入加熱室接觸干燥粉末時(shí)的流動，熱交換和質(zhì)量交換。優(yōu)化噴霧干燥器中的不同參數(shù)時(shí)，CFD仿真技術(shù)起到不可或缺的作用。PathLinesIndicatingtheGasFlowFieldAirandmethanei
8、nletsCenterlineforparticleinjectionsOutlet噴霧干燥器仿真(2)ContoursofEvaporatedWaterStochasticParticleTrajectoriesforDifferentInitialDiametersInitialparticleDiameter:2mm1.1mm0.2mm歐拉多相模型歐拉
