Fluent多相流图文教程-水油混合物T型管流动模拟
Fluent多相流图文教程-水油混合物T型管流动模拟
6、定义材料属性
7、设置第一相
8、设置第二相
9、设置operating conditions作业条件
10、定义边界条件
10.1、设置in的边界条件
设置mixture phase
设置water phase
10.2、设置out的边界
11、solve -solution
保持默认，点OK
2、单击geometry→face→create real rectangular face，在width文本框和height文本框输入5和0.5，
初始界面
点击Apply，结果如右下图
再输入0.5和5，生成右下图
3、移动成T型
移动结果如下
修剪内部
结果如下
三、网格划分
1、单击mesh→faces→mesh faces
Fluent
一、实例概述
如图所示的T型管，直径0.5m，水和油的混合物从左端以1m/s的速度进入，其中有的质量分数为80%。在交叉点混合流分流，78%质量流率的混合流从下口流出，22%质量流率的混合流从右端流出。
简单几何模型
二、模型的建立
1、启动Gambit，选择工作目录E:\Gambit working。
12、initialize
13、residual残留的
勾选plot，其他默认
14、interate迭代
结果如下
15、display→contours
选择压强
结果如下
选择速度
结果如下
16、显示速度矢量图
结果如下
17、保存为cas文件
（范文素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）
结果如下
Fluent多相流图文教程-水油混合物T型管流动模拟
设置water phase
10.2、设置out的边界
11、solve-solution
保持默认，点OK
12、initialize
13、residual残留的
勾选plot，其他默认
14、interate迭代
结果如下
15、display→contours
选择压强
结果如下
选择速度
初始界面
点击Apply，结果如右下图
再输入0.5和5，生成右下图
3、移动成T型
移动结果如下
修剪内部
结果如下
三、网格划分
1、单击mesh→faces→mesh faces
结果如下
2、设置入口in，出口out，其余wall
定义out-1
定义out-2
结果如下
其余线段定义为wall
3、输出网格文件
输入文件名，选择mixture.msh
四、求解计算
1、启动fluent6.3，
打开后界面
2、读入划分好的网格文件
检查网格
3、求解
保持默认，点OK
4、设置多相，混合相
点mixture，
5、选择k-e湍流模型
6、定义材料属性
7、设置第一相
8、设置第二相
9、设置operating cond0.1、设置in的边界条件
结果如下
16、显示速度矢量图
结果如下
17、保存为cas文件
F
一、实例概述
如图所示的T型管，直径0.5m，水和油的混合物从左端以1m/s的速度进入，其中有的质量分数为80%。在交叉点混合流分流，78%质量流率的混合流从下口流出，22%质量流率的混合流从右端流出。
FLUENT多相流模型
FLUENT多相流模型分类1、气液或液液流动气泡流动：连续流体中存在离散的气泡或液泡液滴流动：连续相为气相，其它相为液滴栓塞（泡状）流动：在连续流体中存在尺寸较大的气泡分层自由流动：由明显的分界面隔开的非混合流体流动。
2、气固两相流动粒子负载流动：连续气体流动中有离散的固体粒子气力输运：流动模式依赖，如固体载荷、雷诺数和例子属性等。
最典型的模式有沙子的流动，泥浆流，填充床以及各相同性流流化床：有一个盛有粒子的竖直圆筒构成，气体从一个分散器进入筒内，从床底不断冲入的气体使得颗粒得以悬浮。
3、液固两相流动泥浆流：流体中的大量颗粒流动。
颗粒的sto kes数通常小于1。
大于1是成为流化了的液固流动。
水力运输：在连续流体中密布着固体颗粒沉降运动：在有一定高度的盛有液体的容器内，初始时刻均匀散布着颗粒物质，随后，流体会出现分层。
4、三相流以上各种情况的组合多相流动系统的实例气泡流：抽吸、通风、空气泵、气穴、蒸发、浮选、洗刷。
液滴流：抽吸、喷雾、燃烧室、低温泵、干燥机、蒸发、气冷、洗刷。
栓塞流：管道或容器中有大尺度气泡的流动分层流：分离器中的晃动、核反应装置沸腾和冷凝粒子负载流：旋风分离器、空气分类器、洗尘器、环境尘埃流动气力输运：水泥、谷粒和金属粉末的输运流化床：流化床反应器、循环流化床泥浆流：泥浆输运、矿物处理水力输运：矿物处理、生物医学、物理化学中的流体系统沉降流动：矿物处理。
多相流模型的选择原则1、基本原则1)对于体积分数小于10%的气泡、液滴和粒子负载流动，采用离散相模型。
2)对于离散相混合物或者单独的离散相体积率超出10%的气泡、液滴和粒子负载流动，采用混合模型或欧拉模型。
3)对于栓塞流、泡状流，采用VOF模型4)对于分层/自由面流动，采用VOF模型5)对于气动输运，均匀流动采用混合模型，粒子流采用欧拉模型。
fluent 多相流 设置 操作流程
fluent 多相流设置操作流程如果你想要在ANSYS Fluent中模拟多相流现象，那么你需要进行一系列的设置操作，以确保模拟得以顺利完成。
下面，我们将分享这些设置操作的流程及步骤。
1. 边界条件设置首先，在进行多相流模拟前，你需要准确地划分出相应的边界条件。
这包括定义每个物理区域（例如，更具粘度变化的液相和气相），设置模型计算的初始值，以及对每个物理区域进行必要的粗糙处理等。
2. 网格划分和网格质量检测Fluent是一个非常强大的数值计算工具，使用该工具需要先将三维空间分割成无数的小体素，以形成网格。
通过网格划分，我们可以将需要进行数值仿真的物体划分成小块，从而使我们能够更好地研究物体的工作原理。
在进行网格划分时，你需要注意网格质量，以确保网格能够契合你所需要的物体形状。
此外，你还需要在网格上设置初值和边界条件。
3. 选择流体模型选择正确的流体模型是成功模拟多相流的关键。
目前，ANSYS Fluent支持多种流体模型，包括拉格朗日-欧拉耦合方法、欧拉方法等。
你需要根据自己的需要选择合适的流体模型。
4. 定义物质属性在进行多相流的模拟时，你还需要定义物质的属性，也就是不同区域的物质粗略参数。
该项工作很大程度上是根据实验数据和文献资料确定。
5. 设置模拟参数模拟参数的设置包括初始条件选择、物理参数的上下限选择等，你需要根据自己的需要在ANSYS Fluent中进行设置。
6. 进行模拟完成前面的所有步骤后，你就可以开始模拟了。
在模拟的过程中，你可能需要进行微调和调整，以确保模型能够尽可能地逼近真实物体的工作原理。
总的来说，在ANSYS Fluent中进行多相流的模拟虽然有很多细节需要注意，但只要你遵循正确的流程，就能够获得很好的仿真效果。
如何在fluent中设置多相流讲解
3 设置一般的多相流问题（Setting Up a General Multiphase Problem）3.1使用一般多相流模型的步骤（Steps for Using the General Multiphase Models）设置和求解一般多相流问题的步骤的要点如下，各个子部分详细的讲述在随后的章节中。
记住这里给出的仅是与一般多相流计算相关的步骤。
有关你使用的其它模型和相关的多相流模型的输入的详细信息，将在这些模型中合适的部分给出。
1)选中你想要使用的多相流模型（VOF, mixture, or Eulerian）并指定相数。
Define Models Multiphase...2)从材料库中复制描述每相的材料。
Define Materials...如果你使用的材料在库中没有，应创建一种新材料。
!!如果你的模型中含有微粒（granular）相，你必须在fluid materials category中为它创建新材料（not the solid materials category.）3)定义相，指定相间的相互作用（interaction）(例如，使用欧拉模型时的drag functions)Define Phases...4)(仅对欧拉模型)如果流动是紊流，定义多相紊流模型。
Define Models Viscous...5)如果体积力存在，turn on gravity and specify the gravitational acceleration.Define Operating Conditions...6)指定边界条件，包括第二相体积份额在流动边界和壁面上的接触角。
Define Boundary Conditions...7)设置模拟具体的解参数Solve Controls Solution...8)初始化解和为第二相设定初始体积份额。
Solve Initialize Patch...9)计算求解和检查结果*欧拉多相流模拟的附加指南（Additional Guidelines for Eulerian Multiphase Simulations）一旦你决定了欧拉多相流模型适合你的问题，你应当考虑求解你的多相流问题的需求计算能力。
基于FLUENT软件的T型三通管湍流数值模拟
1 2 几何模型
几何模型采用 T 型三通管二维平 面模型, 管
道考虑 绝热条件, 忽 略管壁厚度, 管径大小均为
20mm, 两个水平的管道入口 ( Inlet) 和一个垂直的
出口 ( Ou tlet) , 其结构及参数如图 1所示。
1 3 GAMB IT 网格模型
( 1) 确定求解器。选择用于 CFD 计算的求解
化工装备技术 第 29卷 第 4期 2008年
35
数相同, 三通管内部混合流体的压力呈完全对称分 布, 使得流体混合区域没有形成对于混合有利的湍 流。观察图 3温度分布, 两股温度不同的流体混合 现象不明显, 没有形成有效的热能的交换。
图 2 现想条件下的压力分布
同。管内会出现一部分流体速度很大的情况, 有可 能会导致速度小的流体的回流现象, 这就造成了三 通管混合后流出流体温度的巨大变化, 不利于三通 管的稳定工作。
图 1 三通管结构
( 4) 设置监视器及迭代计算 取不同的参数, 开始迭代计算, 计算收敛时分 析其残差曲线。[ 2] 2 结果与讨论 2 1 理想条件下的模拟结果 模拟参数: 两入口 Int le t1、 Intlet2流体速度相 等均为 10m / s、流体温 度分别为 353K、 293K, 出 口压力为标准大气压。迭代计算至 170次左右时收 敛。其结果如图 2和图 3所示。 由图 2可见, 由于两入口流体的速度压力等参
[ 3] W alker P O n- lin eA u tomat ic Tube C lean ing [ J] Eng ineer ing System s, 1994, 10: 58~ 62
[ 4] 于志家, 朱冬青, 王 大明, 等 气液 固三相 流动沸 腾传热 与抗垢 性 能的 研 究 [ J] 高 校 化学 工 程 学 报, 1999, 13 ( 5 ): 447~ 451
Fluent 多相流
Primary and secondary phases
One of the phases is considered continuous (primary) and others (secondary) are considered to be dispersed within the continuous phase.
2
© Fluent Inc. 7/13/2013
Fluent Software Training TRN-98-006
Definitions
Multiphase flow is simultaneous flow of
Matters with different phases( i.e. gas, liquid or solid). Matters with different chemical substances but with the same phase (i.e. liquid-liquid like oil-water).
Multiphase Models
Four models for multiphase flows currently available in structured
FLUENT 4.5 Lagrangian dispersed phase model (DPM) Eulerian Eulerian model Eulerian Granular model Volume of fluid (VOF) model
Unstructured FLUENT 5 Lagrangian dispersed phase model (DPM) Volume of fluid model (VOF) Algebraic Slip Mixture Model (ASMM) Cavitation Model
Fluent 模拟教程5 冷热水混合器内的流动
用菜单命令Display: Contours，显示求解结果， 和原先的温度分布图比较可以发现，求解结果已经得到改善。
网格自适应技术
• FLUENT采用网格自适应技术，可根据计算 中得到的流场结果按变量梯度自适应调整 网格 和优化网格，从而使得计算结果更加 准确。
• 以温度梯度为基点来改善网格。 • 首先确定温度梯度的范围。用菜单命令Display: Contours
显示即将细化的网格有82个： 82 cells marked for refinement, 0 cells marked for coarsening
• 点击Manage…，在打开的单元注册对话框 （Manage Adaption Registers）点击Display。
准备要细化的网格显示如下图。
• 在Options不选择Auto Range，改版最小温度梯度值，将 Min设置为0.01，点击Display，显示出需要改进的高温度 梯度的网格如下，这部分网格是我们需要改进的网格。
• 用菜单命令Adapt: Gradient打开对话框，在Gradient of 下 来框中选中Temperature和Static Tempreature；在Option中 不选Coarsen，即只细化修改网格而不粗糙化。点击 Compute，Fluent将计算出温度梯度的最大值和最小值， 在Refine Threhold中输入0.01，点击Mark。
在显示的对话框中，将Options中的Node Values选项不选 中，按Display按钮，显示出温度分布图如下：
发现各单元间边界不光滑了，在准备改进网格时， 应该先看一下单元的，可以看出要进行改进的区域。
• 在Contours of下拉列表中，选择Adaption…和Adaption Function，在Options项不选择Node Value，点击Display， 得到温度梯度显示图如下：
多相流(multiphaseflows)fluent教程
Choosing a Multiphase Model
In order to select the appropriate model, users must know a priori the characteristics of the flow in terms of the following:
Turbulence Modeling in Multiphase Flows
Turbulence modeling with multiphase flows is challenging. Presently, single-phase turbulence models (such as k– or RSM) are used to model turbulence in the primary phase only. Turbulence equations may contain additional terms to account for turbulence modification by secondary phase(s). If phases are separated and the density ratio is of order 1 or if the particle volume fraction is low (< 10%), then a single-phase model can be used to represent the mixture. In other cases, either single phase models are still used or “particlepresence-modified” models are used.
One of the phases is considered continuous (primary) The others (secondary) are considered to be dispersed within the continuous phase. There may be several secondary phase denoting particles with different sizes
基于Fluent的水平管油水两相分散流数值模拟
１ 一 双螺卡 十 泵 ；２ 一球 阀；３ 一渊节 ；４ 一质量流量 汁； ５ 一凋节 阀；６ 一储罐 ；７ 一球 阀；８ 过滤器
１ ． ２ 几何模 型
取 主管 道调 节 阀 口至储 罐 口之 问 的管段 为研
ａ ｍｂ ｉ ｔ 建 立 环 道 的 维 几 何 模 型 ，管 吻合较好 。油水两相分散流是油水两相流中最重要 究 对 象 ，用 Ｇ ． ２ ５ ４ ｍ，直 管段 长 １ ０ ． ５ ｍ，弯管半 径 ０ ． ４ ｍ， 的流 型之 一 ，在石 油 ＿ Ｔ 业 中十分 普遍 ，深 入研 究 油 道 直径 ０ ． ８ ｍ，环 道 总 长 ２ ２ ． ２ ５ ６ ｍ。对 管 水分 散 流 的特 Ｉ 生和变化 规律 ，提 高 油水 两相 流 的预 两 直 管 段 中心距 ０ 测能 力 ，对两 相 流体力 学理 论 的完 善租 Ｔ业 生产 的 道 模 型进行 网格 划分 ，端 面采 用 角 网格 ，局 部放
安全 进行 都有 重要 的学术 和应 用价 值 。 采用 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 研 究 了 水 平 管 内 油 水 两 相 分 散 流 动 ，对 文献 中实 验过 程进 行 了模 拟 ，将模 拟 得 到 的 压 降数 据与其 实 验数 据进 行 了对 比 ，并 且获 得 了实 验 中 因技 术局 限无 法测 量 的油水 相分 布数 据 。
第３ ２ 卷 ９ 期 （ ２ ０ １ ３ ． ０ ９ ）（ 试验 研 究）
基于 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 的水平管油水两相分散 流数值模拟
李琦瑰 郭贤贤 程 浩 吕宇玲 中 国 石油 大 学（ 华东） 储 运与 建 筑工程 学院
摘要 ：油 水 两相在 管路 中流动 ，随 着流 动 参数 和 物 性参 数 的 不 同会 形成 不 同的流 型 ， 当油
Fluent多相流图文教程-水油混合物T型管流动模拟
6、定义材料属性
7、设置第一相
8、设置第二相
9、设置operating conditions作业条件
10、定义边界条件
10.1、设置in的边界条件
设置mixture phase
设置water phase
10.2、设置out的边界
11、solve -solution
保持默认，点OK
12、initialize
13、residual残留的
勾选plot，其他默认
14、interate迭代
结果如下
15、display→conБайду номын сангаасours
选择压强
结果如下
选择速度
结果如下
16、显示速度矢量图
结果如下
17、保存为cas文件
2、单击geometry→face→create real rectangular face，在width文本框和height文本框输入5和0.5，
初始界面
点击Apply，结果如右下图
再输入0.5和5，生成右下图
3、移动成T型
移动结果如下
修剪内部
结果如下
三、网格划分
1、单击mesh→faces→mesh faces
结果如下
2、设置入口in，出口out，其余wall
定义out-1
定义out-2
结果如下
其余线段定义为wall
3、输出网格文件
输入文件名，选择mixture.msh
四、求解计算
1、启动fluent6.3，
打开后界面
2、读入划分好的网格文件
检查网格
3、求解
保持默认，点OK
4、设置多相，混合相
管道流体仿真教程
两相流管道仿真教程利用FLUENT对两相流管道内流场进行数值仿真，有如下步骤：1，利用Gambit软件，打开软件界面如下图：2，建立模型的几何文件：直接建体模型，如下图所示，管道圆柱形，长为5000mm，半径为500mm3，划分边界层网格：设置边界层首层厚度为2mm，其增长比率为1.2，层数为4，选择边界层施加面为face2，即为管道圆柱面4，划分体网格：对管道实体进行网格划分，可以直接对其进行体网格划分，选择管道实体volume.1，其他设置如下图所示，网格的Interval Size可以设置为10，点击Apply划分出的管道体网格以及边界层网格如上图所示5，设置入口边界条件，设置进口名称为Inlet ，类型为速度进口，面为Face.1，具体设置如下图所示：如下图所示：为face.2，如下所示：8，输出网格文件：如下图所示9，打开FLUENT软件，进行计算设置：首先设定单位为mm，如下图所示：10，设置操作环境，操作压强为101325帕，设置重力加速度为Y向为-9.8111，设置两相流模型：选取混合相模型，这里将固体颗粒相当做欧拉相进行研究，相数位2，如下图所示：12，选择湍流模型，根据管道模拟的实际情况，选取S-A湍流模型13，设置仿真材料，定义液相材料为水，参数为默认14，设置固体颗粒相计算材料，具体设置参数如下图所示：得到的材料栏的设置情况为15，对相进行设置，主相位水，选择材料为液态水，如下图所示：第二相为固体颗粒相，设置如下：16，设置两相之间的相互作用，采用默认设置，如下图所示：17，设置进口边界条件，如下图所示，类型为速度入口，此处也可以更改为其他的边界类型。
注意此处的相定义的是混合相设置速度入口边界如下，更改水力直径为1000mm，即为入口的直径值。
18，设置主相的进口边界如下，相改为水设置进口处主相水的速度矢量为0.5m/s，19，设置第二相的进口边界如下，相改为颗粒对颗粒相的速度进口进行设置，速度值设置与液相一致，也为0.5m/s，另外要设置进口处的颗粒相的体积分数，体积分数为0.6，体积分数设置如下图所示：20，出口边界条件设置。
Fluent教程案例7-油水两相流动数值模拟
实验七油水两相流弯管流动模拟-混合物模型弯管被广泛应用于石化、热能动力、给排水等工程领域的流体输送，其内部流体与管壁的相对运动将产生一定程度的振动而使管迫系统动力失稳，严重时会给系统运行带来灾难性的毁坏.而现今原油集输管线中普遍为油水两相流，流动复杂，且通过弯管时由于固壁的突变，使得流动特性更为复杂.因此，研究水平弯管内油水两相流的速度、压力分布等流动特性，不仅能够为安全输运、流动控制等提供依据. 还可为管线防腐、节能降耗措施选取等提供依据.混合物模型（Mixlure 模型）典型的应用包括低质量载荷的粒子负载流、气泡流、沉降旋风分离器等，混合模型也可以用于没有离散相相对速度的均匀多相流。
一、实例概述选取某输油管道工程管径600mm的90°水平弯管道，弯径比为3，并在弯管前后各取5m直管段进行建模，其几何模型如图所示。
为精确比较流体流经弯管过程中的流场变化，可截取图所示的5个截面进行辅助分析。
弯管进出口的压差为800Pa，油流含水率为20%。
2500500018002500600二、模型建立1.启动GAMBIT，选择圆面生成面板的Plane为ZX，输入半径Radius为0.3，生成圆面，如图所示。
2.移动圆面，选择圆面，Move在Global下的x栏输入1.8，完成该面的移动操作。
3.选取面，Angle栏输入-90，Axis选择为（0,0,0）→（0,0,1），生成弯管主体，如图。
4.在Create Real Cylinder面板的Height栏输入5，在Radius1栏输入0.3，选择AxisLocation 为Positive X，生成沿x方向的5m直管段，如图所示。
5.同方法，改变Axis Location为Positive Y生成沿y方向的5m直管段，如图所示。
6.将直管段移动至正确位置，执行Volume面板中的Move/Copy命令，选中沿y轴的直管段，在x栏输入1.8，即向x轴正向平移1.8。
管道流体仿真教程(新)
两相流管道仿真教程利用FLUENT对两相流管道内流场进行数值仿真，有如下步骤：1，利用Gambit软件，打开软件界面如下图：2，建立模型的几何文件：直接建体模型，如下图所示，管道圆柱形，长为5000mm，半径为500mm3，划分边界层网格：设置边界层首层厚度为2mm，其增长比率为1.2，层数为4，选择边界层施加面为face2，即为管道圆柱面4，划分体网格：对管道实体进行网格划分，可以直接对其进行体网格划分，选择管道实体volume.1，其他设置如下图所示，网格的Interval Size可以设置为10，点击Apply划分出的管道体网格以及边界层网格如上图所示5，设置入口边界条件，设置进口名称为Inlet，类型为速度进口，面为Face.1，具体设置如下图所示：6，设置壁面边界条件：边界名称为Wall，类型为wall，面选择为face.2，如下图所示：7，设置出口边界条件：名称为out，类型为自由出流边界outflow，面设置为face.2，如下所示：8，输出网格文件：如下图所示9，打开FLUENT软件，进行计算设置：首先设定单位为mm，如下图所示：10，设置操作环境，操作压强为101325帕，设置重力加速度为Y向为-9.8111，设置两相流模型：选取混合相模型，这里将固体颗粒相当做欧拉相进行研究，相数位2，如下图所示：12，选择湍流模型，根据管道模拟的实际情况，选取S-A湍流模型13，设置仿真材料，定义液相材料为水，参数为默认14，设置固体颗粒相计算材料，具体设置参数如下图所示：得到的材料栏的设置情况为15，对相进行设置，主相位水，选择材料为液态水，如下图所示：第二相为固体颗粒相，设置如下：16，设置两相之间的相互作用，采用默认设置，如下图所示：17，设置进口边界条件，如下图所示，类型为速度入口，此处也可以更改为其他的边界类型。
注意此处的相定义的是混合相设置速度入口边界如下，更改水力直径为1000mm，即为入口的直径值。
管内流动的模拟(fluent)
模型模型管的直径为1m，长度20m。
几何模型是对称的，因此只对管道的一半进行模拟。
m s的速度从进口边界进入。
流动雷诺数为15000。
水以0.015/1．建立模型及网格划分①建立模型及网格划分的步骤在此处暂时省略，以后后机会再补上。
这里直接读入网格文件pipe.msh，开启Fluent 3D双精度求解器（Double Precision），（这里是典型的狭长管道，需要开启双精度求解器）。
②读入网格后应检查网格及网格尺寸，通过Mesh下的Check和Scale进行实现，这里不做详细描述。
2．求解模型的设定①求解器设置。
这里保持默认的求解参数，即基于压力的求解器定常求解。
下面说一说Pressure-based和Density-based的区别：a.Pressure-Based Solver是Fluent的优势，它是基于压力法的求解器，使用的是压力修正算法，求解的控制方程是标量形式的，擅长求解不可压缩流动，对于可压流动也可以求解；Fluent 6.3以前的版本求解器，只有Segregated Solver和CoupledSolver，其实也Pressure-Based Solver的两种处理方法；b.Density-Based Solver是Fluent 6.3新发展出来的，它是基于密度法的求解器，求解的控制方程是矢量形式的，主要离散格式有Roe，AUSM+，该方法的初衷是让Fluent具有比较好的求解可压缩流动能力，但目前格式没有添加任何限制器，因此还不太完善；它只有Coupled的算法；对于低速问题，他们是使用Preconditioning方法来处理，使之也能够计算低速问题。
Density-Based Solver下肯定是没有SIMPLEC，PISO这些选项的，因为这些都是压力修正算法，不会在这种类型的求解器中出现的；一般还是使用Pressure-Based Solver解决问题。
基于压力的求解器适用于求解不可压缩和中等程度的可压缩流体的流动问题。
Fluent验证案例42：液体混合
Fluent验证案例42：液体混合本案例利用Fluent计算两种不同密度介质（清水与盐水）的湍流混合问题。
1 问题描述计算模型如图所示。
计算参数如表所示。
案例采用稳态计算，利用k-epsilon湍流模型，考虑浮力效应。
2 Fluent设置2.1 General设置•双击模型树节点General，右侧面板激活选项Gravity，设置重力加速度为Y方向-9.81 m/s22.2 Models•双击模型树节点Models > Viscous，如下图所示，在弹出对话框中选择Standard k-epsilon湍流模型，选择Enhance Wall Treatment，激活选项Full Buoyancy Effects•鼠标双击模型树节点Models > Species Models，如下图所示，弹出对话框中激活选项Species Transport，其他参数保持默认设置注：两种能以任意比例互溶的介质混合问题，需要采用组分输运模型，不能使用多相流模型。
2.3 Materials•新建材料water-liquid，参数如下图所示•新建菜单water-s，如下图所示设置材料参数•鼠标双击模型树节点Materials > Mixture > Mixture-template，弹出材料参数设置对话框，如下图所示设置粘度与质量扩散系数•点击Edit…按钮，弹出对话框中添加材料h2o(l)及h2o-s，如下图所示2.4 Boundary Conditions•双击模型树节点Boundary Conditions > inlet-1，弹出对话框中设置Velocity Magnitude为0.32 m/s•切换至Species标签页，设置h2o\的质量分数为0注：设置h2o\为0，表示该入口进入的全为h2o-s•双击模型树节点Boundary Conditions > inlet-2，弹出对话框中设置Velocity Magnitude为0.52 m/s•切换至Species标签页，设置h2o\的质量分数为1•双击模型树节点Boundary Conditions > outlet，弹出对话框中如下图所示设置参数•切换至Species标签页，设置h2o\的质量分数为0•双击模型树节点Boundary Conditions > slip，如下图所示设置该壁面为滑移壁面2.5 Methods•双击模型树节点Methods，弹出对话框保持默认设置，如下图所示2.6 Controls•双击模型树节点Controls，右侧面板设置亚松弛因子，如下图所示2.7 Initialization•右键选择模型树节点Initialization，点击弹出菜单项Initialize 进行初始化2.8 Run Calculation•双击模型树节点Run Calculation，右侧面板中设置Number of Iterations为10000，点击按钮Calculate开始计算3 计算结果•清水质量分数•创建x=10 m的等值面•提取x=10m位置盐水质量分数分布，并与实验数据比较•与实验值比较结果如图所示实验数据来自文献：[1]R.E. Uittenbogaard. “StablyStratified Mixing Layer”. Data Report forthe 14th meeting of the IAHR WorkingGroup on Refined Flow Modeling. 1989.[2]R.E. Uittenbogaard. “TheImportance of Internal Waves for Mixing ina Stratified Estaurine Tidal Flow”.Manuscript, Delft University of Technology,1995.相关文件：https:///s/10NK0CdIhs rfJ_IuIt2WNnQ密码：k3n4。
冷热水混合器内的流动与热交换模拟fluent讲解
实验十 冷热水混合器内的流动与热交换模拟 、实验目的1）熟悉 Gambit 和 Fluent 的用户界面和操作；2）学会使用 Gambit 建模和划分网格；3）学会使用 Fluent 求解器进行求解，并显示计算结果 、实验原理一个冷热水混合器的内部流动与热量交换问题。
混合器的长宽均为 上部带 3cm 的圆角，温度为 T=350K 的热水自上部的热水管嘴流入，与 侧的管嘴流入的温度为 290K 的冷水再混合器内进行热量与动量交换后，左侧的小管嘴流出三、实验步骤1 利用 Gambit 建立计算模型 步骤 1：启动 Gambit 软件并建立新文件启动 Gambit 并且建立一个新的项目文件，文件名： mixer.dbs20cm ，， 下部右（2）选择求解器用菜单命令 Solver: FLUENT5/6 选择求解器为 Fluent6. 步骤 2：创建几何图形3）创建坐标网格按照下图 1~5创建坐标网格，先创建 X 坐标的网格，在第 3 步选择 X ，完 成4、5步骤后，再重复 1~5步骤，在第 3步选择 Y ，最终得到 XY 从-10到10 的坐标网格。
发现工作区的网格显示不完全，我们可以按右下角的工作区调整至显示出整个网格。
（4）确定不同类型边界的交点和圆弧中心点 Ctrl+鼠标右键，在坐标网格上如上图所示，创建出所需要的各点工具按钮，使（5）复制点除了以上各点之外，每个小管嘴还需要外侧的 2 个点，我们可以通过点的复制来创建各个小管嘴外侧的点。
按照下图1~5的步骤，执行完第 4 步时，用Shift+鼠标左键选上所要复制的两个点，在第 6 步输入点要复制到的位置，上部管嘴外侧的点是原来点Y 方向上+3的位置。
重复1~5 步骤，创建下侧的两个小管嘴外侧的点，下侧小管嘴复制到在原来点Y 方向上移动-3 的位置。
复制完毕之后按按右下角的下：按钮，（5）隐藏坐标网格显示按照下图1~4 将坐标网格线隐藏，以便于后面的操作（6）由点创建直线和圆弧线按照下图1~4步骤创建出一条直线，第3步Shift+鼠标左键，选中直线两段的点重复1~4 步骤，创建出其他所需要的直线，最终结果如下图。
6.10利用多相流混合模型和欧拉模型求解T形管流动(fluent)
一、多相流模型①VOF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。
②Mixture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。
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 Force Formulation 中勾选Implicit Body 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。
③Eulerian模型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。
二、相设置相设置一般用于多相流的设置，对于相设置，这里主要讲一下Interaction的设置，如图：Interaction设置Drag选项针对每对物相，在下拉菜单中选择阻力函数。
其中包括schiller-naumann 模型、morsi-alexander 模型、symmetric（对称）模型等用于流体与流体之间阻力计算的模型，也包括wen-yu 模型、gidaspow 模型、syamlal-obrien 模型等用于液体与固体之间阻力计算的模型，还包括syamlal-obrien-symmetric 模型用于固体与固体之间的阻力计算。
fluent实例：冷、热水混合器内的三维流动与换热
图 33 速度边界设置对话框
2.设置入口 2 的边界条件
图 34 速度入口 2 的设置对话框
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2. 设置出流口的边界条件
图 35 出口边界设置对话框
步骤 5：求解初始化
图 36 初始化设置对话框
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步骤 6：设置监视器
图 37 监视器设置对话框
步骤 7：保存 case 和 data 文件
步骤 8：求解计算
图 38 迭代计算设置对话框
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图 39 残差曲线图
图 40 出口速度监控图
三． 计算结果的后处理 步骤 1：创建等（坐标）值面
1. 创建一个 z=4cm 的平面，命名为 surf-1 2. 创建一个 x=0 的平面，命名为 surf-2
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图 41 等值面设置对话框
2.启动能量方程
图 28 能量方程设置对话框
2. 使用 k 湍流模型
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图 29 湍流模型设置对话框
步骤 3 设置流体的材料属性
图 30 材料属性设置对话框
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图 31 流体材料库对话框
步骤 4 设置边界条件
图 32 边界条件设置对话框
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1. 设置入口 1 的边界条件
图 13 出流小管设置对话框
图 14 创建出流小管后的混合器
2．将其移动并与锥台相接
图 15 移动小出流圆管设置对话框
图 16 移动小出流圆管后的混合器
步骤 7 将混合器上部、渐缩部分和下部出流小管组合为一个整体
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图 17 体积列表框
图 18 合并体积后的混合器
步骤 8：混合内区域划分网格
图 19 网格设置对话框
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简单几何模型
二、模型的建立
1、启动Gambit，选择工作目录E:\Gambit working。
2、单击geometry→face→create real rectangular face，在width文本框和height文本框输入5和0.5，
初始界面
点击Apply，结果如右下图
再输入0.5和5，生成右下图
3、移动成T型
移动结果如下
修剪内部
结果如下
三、网格划分
1、单击mesh→faces→mesh faces
12、initialize
13、residual残留的
勾选plot，其他默认
14、interate迭代
结果如下
15、display→contours
选择压强
结果如下
选择速度
结果如下
16、显示速度矢量图
结果如下
17、保存为cas文件
5、选择k-e湍流模型
6、定义材料属性
7、设置第一相
8、设置第二相
9、设置operating conditions作业条件
10、定义边界条件
10.1、设置in的边界条件
设置mixture phase
设置water phase
10.2、设置out的边界
11、solve -solution
保持默认，点OK
结果如下
2、设置入口in，出口out，其余wall
定义out-1
定义out-2
结果如下
其余线段定义为wall
3、输出网格文件
输入文件名，选择mixture.msh
四、求解计算
1、启动fluent6.3，
打开后界面
2、读入划分好的网格文件
检查网格
3、求解
保持默认，点OK
4、设置多相，混合相
点mixture，