两相流数值模拟(第1讲)-课程概要0420
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５） 陈学俊等.《气液两相流与传热基础》. 北京： 科学出版社，1995年. ISBN7-03-003855-X.
６） 林宗虎等.《气液两相流与沸腾传热》. 西安：西安交通大学出版社， 2003年. ISBN 7-5605-1656-4.
７） 周力行. 湍流两相流及其数值模拟. 北京：高等教育出版社，1991
两相流基础： 《两相流体动力学》／《沸腾与传热基础》／《两相流与沸腾传 热》——了解多相流（两相流）的基本概念、特点、基本控制方程等；
数值计算基础： 《数值传热学》／《计算流体力学》——数值解法在流体力学和传热 学中的应用方法。
本课程可以说是在《数值传热学》／《计算流体动力学》课程基础上 的进一步扩展和延伸。
两相流数值模拟研究中的关键问题和基本处理思路；
两相流的数值模拟方法的分类、发展过程、特点及典型应用。
结合气－液两相流的应用问题，重点介绍现在应用较广泛的Level Set 方法和VOF方法的基本思想、基本方程组、界面控制方程的数值计算、 界面方程与主流场的耦合和应用方法。
介绍各类方法的优势和尚待解决的问题，使学生对两相流数值模拟这 一新兴学科的研究状况有尽可能全面的了解。
课程重点：基本概念、基本方法、基本思路。 重要环节：自学 + 实践（求解算例）。 学分： 2 总学时（课内学时）： 40
课外自学学时：(As much as possible)
学习本课程的意义
参加工 程热物 理年会？
两相流动现象广泛存在于能源与动力等工程领域，是多相流学科的一
个重要研究对象。在自然界和实际工程应用领域，我们碰到的各种介 质介质流动几乎都是多相流；纯粹的单相流仅仅是个例。
自学＋自讲＋答辩与讨论
1） 分小组，每组3~4人，每组完成一个专题 （调研、查资料，总结资料，形成书面报告）；
2) 每组就所完成的专题向大家介绍汇报 （选出代表做讲座——答辩——训练）；
3) 其他组成员提问、讨论，最后给出总结和评价 4) 完成大作业
考核方式
上课考勤 (20%) 做报告 (20%)（材料收集、整理和讲座） 闭卷考试 (60%)（基础理论和概念）
借鉴、借用，但不相同。 如，气粒两相流既可以包括气体-液滴两相雾状流，也可是液体–汽泡 的泡状流，还有油-水两相流，等； 再如，固体边界的融化问题，借鉴气-液两相流的界面追踪或界面捕 捉技术，而液滴的流动问题，也可借鉴处理固体颗粒的软球模型，等 等。
两相流数值模拟技术是实验科学的一个重要补充、辅助手段。 两相流数值模拟技术仍在快速发展，面临新问题，如工程实际中遇到
的各种的复杂气固两相流或气液两相流问题的准确……(a long way to go…….)
课程内容简介
本课程针对两相流的特点，主要介绍:
会用FLUENT，但不一 定了解模型；遇到偏 离预想的结果时，如 何分析原因？改进？
两相流的基本概念、基本参数；
——这是难点！
两相流的基本物理规律、基本模型方程；
一年级的同学需自学部分内容。
参考书目（部分）
１） 陶文铨编著.《数值传热学》. 西安: 西安交通大学出版社，2001年. ISBN 7-5605-1436-7.
３） 陶文铨编著.《计算传热学的近代进展》. 北京: 科学出版社， 2000年. ISBN 7-03-007593-5.
４） 邓建中等著.《计算方法》. 西安: 西安交通大学出版社，2001年. ISBN 7-5605-1445-6.
建议： 充分、有效地利用期刊网、网络数据库等资源；检索、查阅大量的文献 资料；总结、归纳和吸收其精华，并在学习和研究中自觉实践。
学习方式
总原则：互动式学习过程
讲座：
通过专题介绍，使大家对两相流数值模拟研究的基本思路有一个 比较系统的了解；对常用的主要方法有比较全面的认识，便于在以后 的学习和科研工作中应用。
燃烧学等）的学术年会上的论文进行粗略统计，可以看到，大约一半 的论文与“数值模拟”研究有关。
学习本课程的意义
由于气－液相界面的流动与拓扑结构变化，气－液两相流有独特的变
化规律，远比单相流动和气－固两相流复杂；因此，气－液两相流的 数值模拟研究面临着特殊困难，需要特殊的处理方法。
气－固两相流与气－液两相流，均属于多相流，其研究方法可以相互
课程名称：两相流数值模拟
课程简介
两相流数值模拟 (Approaches for Numerical Simulation of Two-Phase Flows)
基本内容： 多相流基础知识，包括气－液、气－固、液－固，气－液－固等 多种形态的多相流； 主要介绍气－液、气－固两相流的数值模拟基本方法、基本思路 以及分类、应用； 所讲述的概念和方法可推广到多种形态的多相流问题。
本课程的主要目标在于，起到抛砖引玉的作用，将学生 领入“数值模拟”这个广阔天地，在学习和研究工作中
两相流数值模拟 研究的内容非常 丰富，难于在此 覆盖所有知识点！
自觉应用，大有作为。
先修课（最低要求）
数学基础： 《计算方法》——了解相关的各种数值处理方法，如差分方法，差分 格式及其稳定性，数值解法等；
课程主要内容
１ 绪论 气液两相流与传热科学同能源与动力工程的关系； 数值模拟方法的特点与优势
２ 描述气－液两相流的基本模型与基本方程 气－液两相流的基本参数和基本方程式（均相模型，分相模型）； 气－液两相流的主要模型及其特点与基本方程式（双流体模型，混合模型，滑移
模型，扩散模型，漂移模型）；
３ 气－液两相流的数值模拟的关键问题 气－液两相流的流动特点及其复杂性； 气－液两相流数值模拟面临的主要困难、应对措施；
数值模拟做为一种新技术、新手段，从20世纪60年代开始在简单两
相流的研究中获得应用，相关研究工作正方兴未艾，并日趋成熟和完 善。越来越多的研究人员、学者投入到数值模拟方法的研究与应用中 来。
由于其具有的独特优势，数值模拟技术受到高度重视，已提出多种方
法；已有多种相关的参考书或教材Biblioteka Baidu世。
作为一种科研手段，数值模拟技术在科学研究中发挥了重要作用。 对每年举行的工程热物理学会各个分会（诸如多相流，传热与传质，
６） 林宗虎等.《气液两相流与沸腾传热》. 西安：西安交通大学出版社， 2003年. ISBN 7-5605-1656-4.
７） 周力行. 湍流两相流及其数值模拟. 北京：高等教育出版社，1991
两相流基础： 《两相流体动力学》／《沸腾与传热基础》／《两相流与沸腾传 热》——了解多相流（两相流）的基本概念、特点、基本控制方程等；
数值计算基础： 《数值传热学》／《计算流体力学》——数值解法在流体力学和传热 学中的应用方法。
本课程可以说是在《数值传热学》／《计算流体动力学》课程基础上 的进一步扩展和延伸。
两相流数值模拟研究中的关键问题和基本处理思路；
两相流的数值模拟方法的分类、发展过程、特点及典型应用。
结合气－液两相流的应用问题，重点介绍现在应用较广泛的Level Set 方法和VOF方法的基本思想、基本方程组、界面控制方程的数值计算、 界面方程与主流场的耦合和应用方法。
介绍各类方法的优势和尚待解决的问题，使学生对两相流数值模拟这 一新兴学科的研究状况有尽可能全面的了解。
课程重点：基本概念、基本方法、基本思路。 重要环节：自学 + 实践（求解算例）。 学分： 2 总学时（课内学时）： 40
课外自学学时：(As much as possible)
学习本课程的意义
参加工 程热物 理年会？
两相流动现象广泛存在于能源与动力等工程领域，是多相流学科的一
个重要研究对象。在自然界和实际工程应用领域，我们碰到的各种介 质介质流动几乎都是多相流；纯粹的单相流仅仅是个例。
自学＋自讲＋答辩与讨论
1） 分小组，每组3~4人，每组完成一个专题 （调研、查资料，总结资料，形成书面报告）；
2) 每组就所完成的专题向大家介绍汇报 （选出代表做讲座——答辩——训练）；
3) 其他组成员提问、讨论，最后给出总结和评价 4) 完成大作业
考核方式
上课考勤 (20%) 做报告 (20%)（材料收集、整理和讲座） 闭卷考试 (60%)（基础理论和概念）
借鉴、借用，但不相同。 如，气粒两相流既可以包括气体-液滴两相雾状流，也可是液体–汽泡 的泡状流，还有油-水两相流，等； 再如，固体边界的融化问题，借鉴气-液两相流的界面追踪或界面捕 捉技术，而液滴的流动问题，也可借鉴处理固体颗粒的软球模型，等 等。
两相流数值模拟技术是实验科学的一个重要补充、辅助手段。 两相流数值模拟技术仍在快速发展，面临新问题，如工程实际中遇到
的各种的复杂气固两相流或气液两相流问题的准确……(a long way to go…….)
课程内容简介
本课程针对两相流的特点，主要介绍:
会用FLUENT，但不一 定了解模型；遇到偏 离预想的结果时，如 何分析原因？改进？
两相流的基本概念、基本参数；
——这是难点！
两相流的基本物理规律、基本模型方程；
一年级的同学需自学部分内容。
参考书目（部分）
１） 陶文铨编著.《数值传热学》. 西安: 西安交通大学出版社，2001年. ISBN 7-5605-1436-7.
３） 陶文铨编著.《计算传热学的近代进展》. 北京: 科学出版社， 2000年. ISBN 7-03-007593-5.
４） 邓建中等著.《计算方法》. 西安: 西安交通大学出版社，2001年. ISBN 7-5605-1445-6.
建议： 充分、有效地利用期刊网、网络数据库等资源；检索、查阅大量的文献 资料；总结、归纳和吸收其精华，并在学习和研究中自觉实践。
学习方式
总原则：互动式学习过程
讲座：
通过专题介绍，使大家对两相流数值模拟研究的基本思路有一个 比较系统的了解；对常用的主要方法有比较全面的认识，便于在以后 的学习和科研工作中应用。
燃烧学等）的学术年会上的论文进行粗略统计，可以看到，大约一半 的论文与“数值模拟”研究有关。
学习本课程的意义
由于气－液相界面的流动与拓扑结构变化，气－液两相流有独特的变
化规律，远比单相流动和气－固两相流复杂；因此，气－液两相流的 数值模拟研究面临着特殊困难，需要特殊的处理方法。
气－固两相流与气－液两相流，均属于多相流，其研究方法可以相互
课程名称：两相流数值模拟
课程简介
两相流数值模拟 (Approaches for Numerical Simulation of Two-Phase Flows)
基本内容： 多相流基础知识，包括气－液、气－固、液－固，气－液－固等 多种形态的多相流； 主要介绍气－液、气－固两相流的数值模拟基本方法、基本思路 以及分类、应用； 所讲述的概念和方法可推广到多种形态的多相流问题。
本课程的主要目标在于，起到抛砖引玉的作用，将学生 领入“数值模拟”这个广阔天地，在学习和研究工作中
两相流数值模拟 研究的内容非常 丰富，难于在此 覆盖所有知识点！
自觉应用，大有作为。
先修课（最低要求）
数学基础： 《计算方法》——了解相关的各种数值处理方法，如差分方法，差分 格式及其稳定性，数值解法等；
课程主要内容
１ 绪论 气液两相流与传热科学同能源与动力工程的关系； 数值模拟方法的特点与优势
２ 描述气－液两相流的基本模型与基本方程 气－液两相流的基本参数和基本方程式（均相模型，分相模型）； 气－液两相流的主要模型及其特点与基本方程式（双流体模型，混合模型，滑移
模型，扩散模型，漂移模型）；
３ 气－液两相流的数值模拟的关键问题 气－液两相流的流动特点及其复杂性； 气－液两相流数值模拟面临的主要困难、应对措施；
数值模拟做为一种新技术、新手段，从20世纪60年代开始在简单两
相流的研究中获得应用，相关研究工作正方兴未艾，并日趋成熟和完 善。越来越多的研究人员、学者投入到数值模拟方法的研究与应用中 来。
由于其具有的独特优势，数值模拟技术受到高度重视，已提出多种方
法；已有多种相关的参考书或教材Biblioteka Baidu世。
作为一种科研手段，数值模拟技术在科学研究中发挥了重要作用。 对每年举行的工程热物理学会各个分会（诸如多相流，传热与传质，