搜索Fluent：多相流模型
2016-11-14 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
1. VOF模型
該模型通過求解單獨(dú)的動量方程和處理穿過區(qū)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(yīng)用包括流體噴射、流體中大泡運(yùn)動、流體在大壩壩口的流動、氣液界面的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)處理等。一般而言VOF主要適用于非穩(wěn)態(tài)的多相流模型,僅對某些特定問題的多相流模型的穩(wěn)態(tài)問題能夠適用。
VOF方法適用于計(jì)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(shè)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(shè)置)是一種較為精確的追蹤自由表面的計(jì)算格式,廣泛地應(yīng)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(shè)置選項(xiàng)設(shè)置)。
Body Force Formulation
為提高解的收斂性,對于涉及到表面張力的計(jì)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(yīng)當(dāng)是很強(qiáng)的。它也用于模擬有強(qiáng)烈耦合的各向同性多相流和各向以相同速度運(yùn)動的多相流。典型的應(yīng)用包括沉降(sedimentation)、氣旋分離器、低載荷作業(yè)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(fù)選框,以此來求解滑移速度模型,因?yàn)樵诙嘞嗔髦懈鞣N組分的速度有很大不同。對于求解一個(gè)均勻的多相流問題可以選擇不做滑移速度的計(jì)算,可以在mixture parameters選項(xiàng)下將slip velocity關(guān)掉。
3. Eulerian模型
歐拉模型是fluent中最為復(fù)雜的多相流模型。它建立了一套包含有n個(gè)動量方程和連續(xù)方程來求解每一相。壓力項(xiàng)和各界面交換系數(shù)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(yīng)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(xiàng)。
如何選擇多相流模型
VOF模型適應(yīng)于分層的或者自由表面流動,而mixture 模型和Eulerian模型適應(yīng)于流動中有相混合或者分離,或者分散相的體積分?jǐn)?shù)超過10%的情形。
為了更好地區(qū)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(qū)域中的一部分,應(yīng)當(dāng)使用Eulerian模型。
2. 如果相間曳力規(guī)律是可利用的,Eulerian模型通常比mixture模型能給出更精確的結(jié)果。如果相間的曳力規(guī)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(jì)算量較小,如果精度要求很高,Eulerian 模型是更好的選擇。但是,復(fù)雜的Eulerian 模型比mixture模型的計(jì)算穩(wěn)定性要差。
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