多孔介质边界条件(精)

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多孔介质介绍

Fluent自带了一个多孔介质的例子，catalytic_converter.cas，是一个汽车尾气催化还原装置，其中绿色部分为催化剂部分其他设置就不说了，只说说与多孔介质有关的设置。

在建立模型时，必须将多孔介质单独划分为一个区域，然后才可以在设置边界条件时将这个区域设置为多孔介质。

1、在zone中选中该区域，在type中选中fluid，点set来到设置面板。

2、在Fluid面板中，选中Porous zone选项，如果忽略多孔区域对湍流的影响，选中Laminar zone。

3、首先是速度方向的设置，在2d中，在direction-1 vector中填入速度方向，在3d中，在direction-1 vector和direction-2 vector中填入速度方向，余下的未填方向，可以根据principal axis得到。

另外也可以用Update From Plane Tool来得到这两个量。

4、填入粘性阻力系数和惯性阻力系数，这两个系数可以通过经验公式得到。

在catalytic_converter.cas中可以看到x方向的阻力系数都比其他两个方向的阻力系数小1000倍，说明x方向是主要的压力降方向，其他两个方向不流通，压力降无限大。

（经验公式可以看帮助文件，其中有详细的介绍）。

随后的Power Law Model 中两个系数是另一种描述压力降的经验模型，一般不使用，可以保留缺省值0。

5、最后是Fluid Porosity，这个值只在模型选择了Physical Velocity 时才起作用，一般对计算没有影响，这个值要小于1。

补充：这个值在计算热传导时也起作用。

下面是改变一些参数后的比较。

1、速度方向的改变：原case：1、0、0 和0、1、0 y=0截面的速度矢量图修正case：-0.7366537、0.06852359、0.6727893 和0.6694272、-0.06727878、0.7398248 y＝0速度矢量图2、修改Porosity值为0.5 原case，y＝0截面修正case，y＝0截面：修正case，且打开solver面板中的Physical Velocity选项：最后比较一下有多孔介质和无多孔介质对流场的影响。

【2019年整理】多孔介质-Fluent模拟

7.19多孔介质边界条件多孔介质模型适用的范围非常广泛，包括填充床，过滤纸，多孔板，流量分配器，还有管群，管束系统。

当使用这个模型的时候，多孔介质将运用于网格区域，流场中的压降将由输入的条件有关，见Section 7.19.2.同样也可以计算热传导，基于介质和流场热量守恒的假设，见Section 7.19.3.通过一个薄膜后的已知速度/压力降低特性可以简化为一维多孔介质模型，简称为“多孔跳跃”。

多孔跳跃模型被运用于一个面区域而不是网格区域，而且也可以代替完全多孔介质模型在任何可能的时候，因为它更加稳定而且能够很好地收敛。

见Section 7.22.7.19.1 多孔介质模型的限制和假设多孔介质模型就是在定义为多孔介质的区域结合了一个根据经验假设为主的流动阻力。

本质上，多孔介质模型仅仅是在动量方程上叠加了一个动量源项。

这种情况下，以下模型方面的假设和限制就可以很容易得到：•因为没有表示多孔介质区域的实际存在的体，所以fluent默认是计算基于连续性方程的虚假速度。

做为一个做精确的选项，你可以适用fluent中的真是速度，见section7.19.7。

•多孔介质对湍流流场的影响，是近似的，见7.19.4。

•当在移动坐标系中使用多孔介质模型的时候，fluent既有相对坐标系也可以使用绝对坐标系，当激活相对速度阻力方程。

这将得到更精确的源项。

相关信息见section7.19.5和7.19.6。

•当需要定义比热容的时候，必须是常数。

7.19.2 多孔介质模型动量方程多孔介质模型的动量方程是在标准动量方程的后面加上动量方程源项。

源项包含两个部分：粘性损失项（达西公式项，方程7.19-1右边第一项），和惯性损失项（方程7.19-1右边第二项）(7.19-1)式中，si是i（x，y，z）动量方程的源项，是速度大小，D和C是矩阵。

动量源项对多孔介质区域的压力梯度有影响，生成一个与速度大小（速度平方）成正比的压降。

多孔介质介绍

在建立模型时，必须将多孔介质单独划分为一个区域，然后才可以在设置边界条件时将这个区域设置为多孔介质。

1、在zone中选中该区域，在type中选中fluid，点set来到设置面板。

2、在Fluid面板中，选中Porous zone选项，如果忽略多孔区域对湍流的影响，选中Laminar zone。

另外也可以用Update From Plane Tool来得到这两个量。

4、填入粘性阻力系数和惯性阻力系数，这两个系数可以通过经验公式得到。

（经验公式可以看帮助文件，其中有详细的介绍）。

随后的Power Law Model 中两个系数是另一种描述压力降的经验模型，一般不使用，可以保留缺省值0。

5、最后是Fluid Porosity，这个值只在模型选择了Physical Velocity 时才起作用，一般对计算没有影响，这个值要小于1。

补充：这个值在计算热传导时也起作用。

下面是改变一些参数后的比较。

多孔介质讲解

多孔介质条件多孔介质模型可以应用于很多问题，如通过充满介质的流动、通过过滤纸、穿孔圆盘、流量分配器以及管道堆的流动。

当你使用这一模型时，你就定义了一个具有多孔介质的单元区域，而且流动的压力损失由多孔介质的动量方程中所输入的内容来决定。

通过介质的热传导问题也可以得到描述，它服从介质和流体流动之间的热平衡假设，具体内容可以参考多孔介质中能量方程的处理一节。

多孔介质的一维化简模型，被称为多孔跳跃，可用于模拟具有已知速度/压降特征的薄膜。

多孔跳跃模型应用于表面区域而不是单元区域，并且在尽可能的情况下被使用（而不是完全的多孔介质模型），这是因为它具有更好的鲁棒性，并具有更好的收敛性。

详细内容请参阅多孔跳跃边界条件。

多孔介质模型的限制如下面各节所述，多孔介质模型结合模型区域所具有的阻力的经验公式被定义为“多孔”。

事实上多孔介质不过是在动量方程中具有了附加的动量损失而已。

因此，下面模型的限制就可以很容易的理解了。

● 流体通过介质时不会加速，因为事实上出现的体积的阻塞并没有在模型中出现。

这对于过渡流是有很大的影响的，因为它意味着FLUENT 不会正确的描述通过介质的过渡时间。

● 多孔介质对于湍流的影响只是近似的。

详细内容可以参阅湍流多孔介质的处理一节。

多孔介质的动量方程多孔介质的动量方程具有附加的动量源项。

源项由两部分组成，一部分是粘性损失项 (Darcy)，另一个是内部损失项：∑∑==+=313121j j j j ijj ij i v v C v D S ρμ 其中S_i 是i 向(x, y, or z)动量源项，D 和C 是规定的矩阵。

在多孔介质单元中，动量损失对于压力梯度有贡献，压降和流体速度（或速度方阵）成比例。

对于简单的均匀多孔介质：j j i i v v C v S ραμ212+= 其中a 是渗透性，C_2时内部阻力因子，简单的指定D 和C 分别为对角阵1/a 和C_2其它项为零。

FLUENT 还允许模拟的源项为速度的幂率：()i C C j i v v C v C S 10011-==其中C_0和C_1为自定义经验系数。

fluent中多孔介质设置问题和算例

经过痛苦的一段经历，终于将局部问题真相大白，为了使保位同仁不再经过我之痛苦，现在将本人多孔介质经验公布如下，希望各位能加精：1。

Gambit中划分网格之后，定义需要做为多孔介质的区域为fluid,与缺省的fluid分别开来，再定义其名称，我习惯将名称定义为porous;2。

在fluent中定义边界条件define-boundary condition-porous(刚定义的名称)，将其设置边界条件为fluid,点击set按钮即弹出与fluid边界条件一样的对话框，选中porous zone与laminar复选框,再点击porous zone标签即出现一个带有滚动条的界面；3。

porous zone设置方法：1）定义矢量：二维定义一个矢量，第二个矢量方向不用定义，是与第一个矢量方向正交的；三维定义二个矢量，第三个矢量方向不用定义，是与第一、二个矢量方向正交的；（如何知道矢量的方向：打开grid图，看看X,Y,Z的方向，如果是X向，矢量为1,0,0,同理Y向为0,1,0，Z向为0,0,1,如果所需要的方向与坐标轴正向相反，则定义矢量为负）圆锥坐标与球坐标请参考fluent帮助。

2）定义粘性阻力1/a与内部阻力C2：请参看本人上一篇博文“终于搞清fluent中多孔粘性阻力与内部阻力的计算方法”，此处不赘述；3）如果了定义粘性阻力1/a与内部阻力C2,就不用定义C1与C0，因为这是两种不同的定义方法，C1与C0只在幂率模型中出现，该处保持默认就行了；4）定义孔隙率porousity，默认值1表示全开放，此值按实验测值填写即可。

完了，其他设置与普通k-e或RSM相同。

总结一下，与君共享!Tutorial 7. Modeling Flow Through Porous MediaIntroductionMany industrial applications involve the modeling of flow through porous media, such as filters, catalyst beds, and packing. This tutorial illustrates how to set up and solve a problem involving gas flow through porous media.The industrial problem solved here involves gas flow through a catalytic converter. Catalytic converters are commonly used to purify emissions from gasoline and diesel engines by converting environmentally hazardous exhaust emissions to acceptable substances.Examples of such emissions include carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx), and unburned hydrocarbon fuels. These exhaust gas emissions are forced through a substrate, which is a ceramic structure coated with a metal catalyst such as platinum or palladium.The nature of the exhaust gas flow is a very important factor in determining the performance of the catalytic converter. Of particular importance is the pressure gradient and velocity distribution through the substrate. Hence CFD analysis is used to design efficient catalytic converters: by modeling the exhaust gas flow, the pressure drop and the uniformity of flow through the substrate can be determined. In this tutorial, FLUENT is used to model the flow of nitrogen gas through a catalytic converter geometry, so that the flow field structure may be analyzed.This tutorial demonstrates how to do the following:_ Set up a porous zone for the substrate with appropriate resistances._ Calculate a solution for gas flow through the catalytic converter using the pressure based solver. _ Plot pressure and velocity distribution on specified planes of the geometry._ Determine the pressure drop through the substrate and the degree of non-uniformity of flow through cross sections of the geometry using X-Y plots and numerical reports.Problem DescriptionThe catalytic converter modeled here is shown in Figure 7.1. The nitrogen flows in through the inlet with a uniform velocity of 22.6 m/s, passes through a ceramic monolith substrate with square shaped channels, and then exits through the outlet.While the flow in the inlet and outlet sections is turbulent, the flow through the substrate is laminar and is characterized by inertial and viscous loss coefficients in the flow (X) direction. The substrate is impermeable in other directions, which is modeled using loss coefficients whose values are three orders of magnitude higher than in the X direction.Setup and SolutionStep 1: Grid1. Read the mesh file (catalytic converter.msh).File /Read /Case...2. Check the grid. Grid /CheckFLUENT will perform various checks on the mesh and report the progress in the console. Make sure that the minimum volume reported is a positive number.3. Scale the grid.Grid! Scale...(a) Select mm from the Grid Was Created In drop-down list.(b) Click the Change Length Units button. All dimensions will now be shown in millimeters.(c) Click Scale and close the Scale Grid panel.4. Display the mesh. Display /Grid...(a) Make sure that inlet, outlet, substrate-wall, and wall are selected in the Surfaces selection list.(b) Click Display.(c) Rotate the view and zoom in to get the display shown in Figure 7.2.(d) Close the Grid Display panel.The hex mesh on the geometry contains a total of 34,580 cells.Step 2: Models1. Retain the default solver settings. Define /Models /Solver...2. Select the standard k-ε turbulence model. Define/ Models /Viscous...Step 3: Materials1. Add nitrogen to the list of fluid materials by copying it from the Fluent Database for materials.Define /Materials...(a) Click the Fluent Database... button to open the Fluent Database Materials panel.i. Select nitrogen (n2) from the list of Fluent Fluid Materials.ii. Click Copy to copy the information for nitrogen to your list of fluid materials. iii. Close the Fluent Database Materials panel.(b) Close the Materials panel.Step 4: Boundary Conditions. Define /Boundary Conditions...1. Set the boundary conditions for the fluid (fluid).(a) Select nitrogen from the Material Name drop-down list.(b) Click OK to close the Fluid panel.2. Set the boundary conditions for the substrate (substrate).(a) Select nitrogen from the Material Name drop-down list.(b) Enable the Porous Zone option to activate the porous zone model.(c) Enable the Laminar Zone option to solve the flow in the porous zone without turbulence.(d) Click the Porous Zone tab.i. Make sure that the principal direction vectors are set as shown in Table7.1. Use the scroll bar to access the fields that are not initially visible in the panel.ii. Enter the values in Table 7.2 for the Viscous Resistance and Inertial Resistance. Scroll down to access the fields that are not initially visible in the panel.(e) Click OK to close the Fluid panel.3. Set the velocity and turbulence boundary conditions at the inlet (inlet).(a) Enter 22.6 m/s for the Velocity Magnitude.(b) Select Intensity and Hydraulic Diameter from the Specification Method dropdown list in the Turbulence group box.(c) Retain the default value of 10% for the Turbulent Intensity.(d) Enter 42 mm for the Hydraulic Diameter.(e) Click OK to close the Velocity Inlet panel.4. Set the boundary conditions at the outlet (outlet).(a) Retain the default setting of 0 for Gauge Pressure.(b) Select Intensity and Hydraulic Diameter from the Specification Method dropdown list in the Turbulence group box.(c) Enter 5% for the Backflow Turbulent Intensity.(d) Enter 42 mm for the Backflow Hydraulic Diameter.(e) Click OK to close the Pressure Outlet panel.5. Retain the default boundary conditions for the walls (substrate-wall and wall) and close the Boundary Conditions panel.Step 5: Solution1. Set the solution parameters. Solve /Controls /Solution...(a) Retain the default settings for Under-Relaxation Factors.(b) Select Second Order Upwind from the Momentum drop-down list in the Discretization group box.(c) Click OK to close the Solution Controls panel.2. Enable the plotting of residuals during the calculation. Solve/Monitors /Residual...(a) Enable Plot in the Options group box.(b) Click OK to close the Residual Monitors panel.3. Enable the plotting of the mass flow rate at the outlet.Solve / Monitors /Surface...(a) Set the Surface Monitors to 1.(b) Enable the Plot and Write options for monitor-1, and click the Define... button to open the Define Surface Monitor panel.i. Select Mass Flow Rate from the Report Type drop-down list.ii. Select outlet from the Surfaces selection list.iii. Click OK to close the Define Surface Monitors panel.(c) Click OK to close the Surface Monitors panel.4. Initialize the solution from the inlet. Solve /Initialize /Initialize...(a) Select inlet from the Compute From drop-down list.(b) Click Init and close the Solution Initialization panel.5. Save the case file (catalytic converter.cas). File /Write /Case...6. Run the calculation by requesting 100 iterations. Solve /Iterate...(a) Enter 100 for the Number of Iterations.(b) Click Iterate.The FLUENT calculation will converge in approximately 70 iterations. By this point the mass flow rate monitor has attended out, as seen in Figure 7.3.(c) Close the Iterate panel.7. Save the case and data files (catalytic converter.cas and catalytic converter.dat).File /Write /Case & Data...Note: If you choose a file name that already exists in the current folder, FLUENTwill prompt you for confirmation to overwrite the file.Step 6: Post-processing1. Create a surface passing through the centerline for post-processing purposes.Surface/Iso-Surface...(a) Select Grid... and Y-Coordinate from the Surface of Constant drop-down lists.(b) Click Compute to calculate the Min and Max values.(c) Retain the default value of 0 for the Iso-Values.(d) Enter y=0 for the New Surface Name.(e) Click Create.2. Create cross-sectional surfaces at locations on either side of the substrate, as well as at its center.Surface /Iso-Surface...(a) Select Grid... and X-Coordinate from the Surface of Constant drop-down lists.(b) Click Compute to calculate the Min and Max values.(c) Enter 95 for Iso-Values.(d) Enter x=95 for the New Surface Name.(e) Click Create.(f) In a similar manner, create surfaces named x=130 and x=165 with Iso-Values of 130 and 165, respectively. Close the Iso-Surface panel after all the surfaces have been created.3. Create a line surface for the centerline of the porous media.Surface /Line/Rake...(a) Enter the coordinates of the line under End Points, using the starting coordinate of (95, 0, 0) and an ending coordinate of (165, 0, 0), as shown.(b) Enter porous-cl for the New Surface Name.(c) Click Create to create the surface.(d) Close the Line/Rake Surface panel.4. Display the two wall zones (substrate-wall and wall). Display /Grid...(a) Disable the Edges option.(b) Enable the Faces option.(c) Deselect inlet and outlet in the list under Surfaces, and make sure that only substrate-wall and wall are selected.(d) Click Display and close the Grid Display panel.(e) Rotate the view and zoom so that the display is similar to Figure 7.2.5. Set the lighting for the display. Display /Options...(a) Enable the Lights On option in the Lighting Attributes group box.(b) Retain the default selection of Gourand in the Lighting drop-down list.(c) Click Apply and close the Display Options panel.6. Set the transparency parameter for the wall zones (substrate-wall and wall).Display/Scene...(a) Select substrate-wall and wall in the Names selection list.(b) Click the Display... button under Geometry Attributes to open the Display Properties panel.i. Set the Transparency slider to 70.ii. Click Apply and close the Display Properties panel.(c) Click Apply and then close the Scene Description panel.7. Display velocity vectors on the y=0 surface.Display /Vectors...(a) Enable the Draw Grid option. The Grid Display panel will open.i. Make sure that substrate-wall and wall are selected in the list under Surfaces.ii. Click Display and close the Display Grid panel.(b) Enter 5 for the Scale.(c) Set Skip to 1.(d) Select y=0 from the Surfaces selection list.(e) Click Display and close the Vectors panel.The flow pattern shows that the flow enters the catalytic converter as a jet, with recirculation on either side of the jet. As it passes through the porous substrate, it decelerates and straightens out, and exhibits a more uniform velocity distribution.This allows the metal catalyst present in the substrate to be more effective.Figure 7.4: Velocity Vectors on the y=0 Plane8. Display filled contours of static pressure on the y=0 plane.Display /Contours...(a) Enable the Filled option.(b) Enable the Draw Grid option to open the Display Grid panel.i. Make sure that substrate-wall and wall are selected in the list under Surfaces.ii. Click Display and close the Display Grid panel.(c) Make sure that Pressure... and Static Pressure are selected from the Contours of drop-down lists.(d) Select y=0 from the Surfaces selection list.(e) Click Display and close the Contours panel.Figure 7.5: Contours of the Static Pressure on the y=0 planeThe pressure changes rapidly in the middle section, where the fluid velocity changes as it passes through the porous substrate. The pressure drop can be high, due to the inertial and viscous resistance of the porous media. Determining this pressure drop is a goal of CFD analysis. In the next step, you will learn how to plot the pressure drop along the centerline of the substrate.9. Plot the static pressure across the line surface porous-cl.Plot /XY Plot...(a) Make sure that the Pressure... and Static Pressure are selected from the Y Axis Function drop-down lists.(b) Select porous-cl from the Surfaces selection list.(c) Click Plot and close the Solution XY Plot panel.Figure 7.6: Plot of the Static Pressure on the porous-cl Line SurfaceIn Figure 7.6, the pressure drop across the porous substrate can be seen to be roughly 300 Pa.10. Display filled contours of the velocity in the X direction on the x=95, x=130 and x=165 surfaces.Display /Contours...(a) Disable the Global Range option.(b) Select Velocity... and X Velocity from the Contours of drop-down lists.(c) Select x=130, x=165, and x=95 from the Surfaces selection list, and deselect y=0.(d) Click Display and close the Contours panel.The velocity profile becomes more uniform as the fluid passes through the porous media. The velocity is very high at the center (the area in red) just before the nitrogen enters the substrate and then decreases as it passes through and exits the substrate. The area in green, which corresponds to a moderate velocity, increases in extent.Figure 7.7: Contours of the X Velocity on the x=95, x=130, and x=165 Surfaces11. Use numerical reports to determine the average, minimum, and maximum of the velocity distribution before and after the porous substrate.Report /Surface Integrals...(a) Select Mass-Weighted Average from the Report Type drop-down list.(b) Select Velocity and X Velocity from the Field Variable drop-down lists.(c) Select x=165 and x=95 from the Surfaces selection list.(d) Click Compute.(e) Select Facet Minimum from the Report Type drop-down list and click Compute again.(f) Select Facet Maximum from the Report Type drop-down list and click Compute again.(g) Close the Surface Integrals panel.The numerical report of average, maximum and minimum velocity can be seen in the main FLUENT console, as shown in the following example:The spread between the average, maximum, and minimum values for X velocity gives the degree to which the velocity distribution is non-uniform. You can also use these numbers to calculate the velocity ratio (i.e., the maximum velocity divided by the mean velocity) and the space velocity (i.e., the product of the mean velocity and the substrate length).Custom field functions and UDFs can be also used to calculate more complex measures ofnon-uniformity, such as the standard deviation and the gamma uniformity index.SummaryIn this tutorial, you learned how to set up and solve a problem involving gas flow through porous media in FLUENT. You also learned how to perform appropriate post-processing to investigate the flow field, determine the pressure drop across the porous media and non-uniformity of the velocity distribution as the fluid goes through the porous media.Further ImprovementsThis tutorial guides you through the steps to reach an initial solution. You may be able to obtain a more accurate solution by using an appropriate higher-order discretization scheme and by adapting the grid. Grid adaption can also ensure that the solution is independent of the grid. These steps aredemonstrated in Tutorial 1.。

FLUENT多孔介质条件

多孔介质的动量方程
多孔介质的动量方程具有附加的动量源项。源项由两部分组成，一部分是粘性损失项(Darcy)，另一个是内部损失项：
其中 S_i 是 i 向(x, y, or z)动量源项，D 和 C 是规定的矩阵。在多孔介质单元中，动量损失对于压力梯度有贡献，压降和流体速度（或速度方阵）成比例。对于简单的均匀多孔介质：
Figure 1:多孔区域的流体面板
定义多孔区域
正如定义边界条件概述中所提到的，多孔区域是作为特定类型的流体区域来模拟的。亚表明流体区域是多孔区域，请在流体面板中激活多孔区域选项。面板会自动扩展到多孔介质输入状态。
定义穿越多孔介质的流体
在材料名字下拉菜单中选择适当的流体就可以定义通过多孔介质的流体了。如果你模拟组分输运或者多相流，流体面板中就不会出现材料名字下拉菜单了。对于组分计算，所有流体和/或多孔区域的混合材料就是你在组分模型面板中指定的材料。对于多相流模型，所有流体和/或多孔区域的混合材料就是你在多相流模型面板中指定的材料。
6. 7.
如果合适的话，限制多孔区域的湍流粘性。如果相关的话，指定旋转轴和/或区域运动。
在定义粘性和内部阻力系数中描述了决定阻力系数和/或渗透性的方法。如果你使用多孔动量源项的幂律近似，你需要输入多孔介质动量方程5中的 C_0和 C_1来取代阻力系数和流动方向。在流体面板中（下图）你需要设定多孔介质的所有参数，该面板是从边界条件菜单中打开的（详细内容请参阅边界条件的设定一节）
在多孔介质区域三个坐标方向的压降为：
其中为多孔介质动量方程1中矩阵 D 的元素 vj 为三个方向上的分速度，D n_x、D n_y、以及 D n_z 为三个方向上的介质厚度。在这里介质厚度其实就是模型区域内的多孔区域的厚度。因此如果模型的厚度和实际厚度不同，你必须调节1/a_ij 的输入。.

solidworks流体仿真多孔介质用法 -回复

solidworks流体仿真多孔介质用法-回复Solidworks流体仿真多孔介质用法Solidworks是一款广泛应用于工程设计和产品开发的三维CAD软件，而其流体仿真模块则为用户提供了模拟和分析流体行为的功能。

其中的多孔介质模拟功能可以帮助工程师更好地理解和预测流体在多孔材料中的行为，进而优化设计和提升产品性能。

本文将一步一步回答关于Solidworks 流体仿真多孔介质用法的问题，希望对读者有所帮助。

1. 什么是多孔介质？多孔介质指的是具有很多连通的孔隙和孔道的材料。

这些孔隙和孔道可以是不同形状和尺寸的，例如土壤、岩石、海绵和滤纸等。

多孔介质的特点是其内部含有大量的空隙和孔道，这些空隙和孔道可以储存、输送和过滤流体。

在工程设计中，多孔介质的流体行为对于一些应用至关重要，因此需要进行仿真和分析。

2. Solidworks流体仿真多孔介质用法的步骤2.1 准备模型首先，我们需要准备一个包含多孔介质的模型。

这个模型可以是任何形状和尺寸的，如过滤器、油滤器和水过滤器等。

在创建模型时，需要确保模型的几何形状和孔隙结构与实际应用相符，以保证仿真结果的准确性。

2.2 定义多孔介质特性在模型准备好之后，需要为多孔介质定义其特性。

这些特性包括孔隙率、渗透率和孔隙结构等。

通过定义这些特性，可以准确地描述多孔介质对流体运动的影响。

在Solidworks中，可以通过设置材料属性来定义多孔介质的特性。

2.3 创建流体域接下来，需要在模型中创建流体域。

流体域是指流体流动的空间区域，其包围了多孔介质和其他流体所在的区域。

在Solidworks中，可以使用流体域工具来创建流体域并定义其边界条件和初始条件。

2.4 定义边界条件边界条件是指在流体仿真中设定的物理约束条件，用于模拟真实世界中的流体行为。

在Solidworks中，可以为多孔介质的边界面设置不同的约束条件，如入口速度、出口压力和壁面摩擦等。

2.5 运行仿真模型准备工作和边界条件设置完成后，可以开始运行流体仿真。

多孔介质参考资料

多孔介质条件多孔介质模型可以应用于很多问题，如通过充满介质的流动、通过过滤纸、穿孔圆盘、流量分配器以及管道堆的流动。

当你使用这一模型时，你就定义了一个具有多孔介质的单元区域，而且流动的压力损失由多孔介质的动量方程中所输入的内容来决定。

通过介质的热传导问题也可以得到描述，它服从介质和流体流动之间的热平衡假设，具体内容可以参考多孔介质中能量方程的处理一节。

多孔介质的一维化简模型，被称为多孔跳跃，可用于模拟具有已知速度/压降特征的薄膜。

详细内容请参阅多孔跳跃边界条件。

1、多孔介质模型的限制如下面各节所述，多孔介质模型结合模型区域所具有的阻力的经验公式被定义为“多孔”。

事实上多孔介质不过是在动量方程中具有了附加的动量损失而已。

因此，下面模型的限制就可以很容易的理解了。

● 流体通过介质时不会加速，因为事实上出现的体积的阻塞并没有在模型中出现。

这对于过渡流是有很大的影响的，因为它意味着FLUENT 不会正确的描述通过介质的过渡时间。

● 多孔介质对于湍流的影响只是近似的。

详细内容可以参阅湍流多孔介质的处理一节。

2、多孔介质的动量方程多孔介质的动量方程具有附加的动量源项。

在多孔介质单元中，动量损失对于压力梯度有贡献，压降和流体速度（或速度方阵）成比例。

对于简单的均匀多孔介质：j j i i v v C v S ραμ212+= 其中a 是渗透性，C2是内部阻力因子，简单的指定D 和C 分别为对角阵1/a 和C2，其它项为零。

FLUENT 还允许模拟的源项为速度的幂率：()i C C j i v v C v C S 10011-==其中C_0和C_1为自定义经验系数。

CFD分析基础-边界条件和湍流

Leabharlann 边界上的数据通过面域给定.
设置边界条件

各区域在前处理过程中划分完成为特定的域设置边界条件:
Define Boundary Conditions...

在Zone列表中选择域的名称. 在 zone type列表中选择边界类型点击 Set...按钮进行边界条件的设置

亦可在图形界面中采用鼠标右键来选择边界进行设置.

注: 在有回流产生的情况下，采用压力出口条件代替出流条件可能更加有利于求解问题的收敛.
出流（Outflow）条件的限制

出流条件不能应用于:

可压缩流动. 在采用压力入口的情况下 (通常可用速度入口代替): 密度会改变的非定常流动.
outflow condition ill-posed
在求解过程中或部分区域中出现. 假设方向垂直于边界. 可以减少收敛的难度. 当逆流发生时，设定的静压值作为总压计算.
压力出口条件（pressure outlet） (2)

不可压缩流动:

输入静压定义出口边界条件其它所有边界参数通过内部流动计算获得. 如果局部超音速，则忽略静压输入. 所有边界参数通过内部流动计算获得.

设定各出口的流量权重: mi=FRWi/FRWi.

各出口静压根据流动的分布不同而不同.
velocity inlet
FRW1

也可以采用压力出口条件设定.
FRW2
velocity-inlet (v,T0) or pressure-inlet (p0,T0)
pressure-outlet (ps)1 pressure-outlet (ps)2

多孔介质方程的广义条件对称和精确解

多孔介质方程的广义条件对称和精确解随着科学技术的发展，多孔介质方程（Porous Media Equation，PME）在数学物理模拟中被越来越广泛的应用。

PME描述的是流体流动和物质混合在多孔介质中的过程，它是一个二维非线性物理系统方程，具有未知参数，动态系统和非结构性表征。

由于PME在数学物理模拟中的重要性，人们试图研究PME的解析解。

在这方面，广义条件对称（GCS）和精确解（Exact Solutions）是两个重要的研究领域。

首先，研究GCS可以帮助我们了解PME的对称结构，以及它如何在PME上产生新的解。

其次，运用GCS，我们可以得到精确的PME解，这些解可以用来衡量近似解的质量，以及识别存在系统偏差的偏移。

最后，在那些没有被广义条件对称所包括的情况下，我们可以使用精确解讨论PME的特殊情况，包括分析奇异解，对称和对称构造解，以及无穷多解等。

为了探索多孔介质方程的GCS和精确解，本文将重点介绍GCS和精确解的特性，以及它们在PME上的应用。

首先，本文将介绍GCS的定义以及它如何在PME上产生新的解。

广义条件对称是指一个方程的一组解析解，它们满足某种符合特定对称性的条件。

例如，如果一个方程具有旋转对称性，那么它的GCS应满足有关旋转操作的相关约束。

在PME中，GCS主要由流速，压力，物质质量和物质质量约束构成。

在基于GCS的解中，流速和压力呈现出对称性，物质质量和物质质量也有各自的对称性，从而有助于构建出新的对称解。

接下来，本文将探讨PME的精确解。

精确解给出了PME的所有解，包括奇异解，对称解，对称构造解，以及受制于边界条件的非无穷多解等。

例如，在PME中，解析解可以被用来分析源以外的解的演化，这可以帮助我们了解系统的行为。

此外，精确解也可以用来衡量近似解的精度，从而帮助我们检验和校核近似算法。

最后，本文将介绍PME的GCS和精确解在现实问题中的应用。

它们可以用来模拟多种实际问题，如流体运动，物质混合，传输，反应和振动等。

fluent多孔介质简单操作

[转]fluent中多孔介质porous media设置问题经过痛苦的一段经历，终于将局部问题真相大白，为了使保位同仁不再经过我之痛苦，现在将本人多孔介质经验公布如下，希望各位能加精：1。

Gambit中划分网格之后，定义需要做为多孔介质的区域为f luid,与缺省的f luid分别开来，再定义其名称，我习惯将名称定义为porous;2。

在f luent中定义边界条件def ine-boundary condition-porous(刚定义的名称)，将其设置边界条件为f luid,点击set按钮即弹出与f luid 边界条件一样的对话框，选中porous zone与laminar复选框,再点击porous zone标签即出现一个带有滚动条的界面；3。

完了，其他设置与普通k-e或RSM相同。

总结一下，与君共享!。

多孔介质-Fluent模拟

7.19多孔介质边界条件多孔介质模型适用的范围非常广泛，包括填充床，过滤纸，多孔板，流量分配器，还有管群，管束系统。

多孔跳跃模型被运用于一个面区域而不是网格区域，而且也可以代替完全多孔介质模型在任何可能的时候，因为它更加稳定而且能够很好地收敛。

见Section 7.22.7.19.1 多孔介质模型的限制和假设多孔介质模型就是在定义为多孔介质的区域结合了一个根据经验假设为主的流动阻力。

本质上，多孔介质模型仅仅是在动量方程上叠加了一个动量源项。

做为一个做精确的选项，你可以适用fluent中的真是速度，见section7.19.7。

•多孔介质对湍流流场的影响，是近似的，见7.19.4。

•当在移动坐标系中使用多孔介质模型的时候，fluent既有相对坐标系也可以使用绝对坐标系，当激活相对速度阻力方程。

这将得到更精确的源项。

相关信息见section7.19.5和7.19.6。

•当需要定义比热容的时候，必须是常数。

7.19.2 多孔介质模型动量方程多孔介质模型的动量方程是在标准动量方程的后面加上动量方程源项。

动量源项对多孔介质区域的压力梯度有影响，生成一个与速度大小（速度平方）成正比的压降。

多孔介质设置

1。

Gambit中划分网格之后，定义需要做为多孔介质的区域为fluid,与缺省的fluid 分别开来，再定义其名称，我习惯将名称定义为porous;2。

2）定义粘性阻力1/a与内部阻力C2：下面是一个例子：通过实验测得速度和压降进行计算：假设实验所得速度和压降的数值如下：通过多孔介质的为空气，密度为1.225kg/m 3粘度为51.789410µ−=× 。

由上面速度与压降的关系可以绘出一个二次由线。

方程如下：20.28296 4.33539p v v ∇=−简化的动量方程所得二次由线与方程相比较，对应的系数相等，可得210.282962i c v v ρ=4.33539n µα∆=− 设厚度为1m,可以解出20.4621242282c α==−依据些方法计算自己所模拟的模型的粘性阻力和惯性阻力。

3）如果了定义粘性阻力1/a 与内部阻力C2,就不用定义C1与C0，因为这是两种不同的定义方法，C1与C0只在幂率模型中出现，该处保持默认就行了；4）定义孔隙率porousity ，默认值1表示全开放，此值按实验测值填写即可。

20100404多孔介质

扩散项扩散系数 0
广义源项源项 S 0
方程
连续性方程 X-动量方程 Y-动量方程 Z-动量方程能量方程
1 u v w
T

p / x SM x
k /c
p / y SM y
p / z SM z
ST
动量方程
通用形式：帮助文件：
forces . also contains other modelis external body Dv 2 dependent source terms such as porous-media and user-defined Fb p 2 S v 流体力学 sources. ： Dt 3
多孔介质模型
多孔介质是由多相物质所占据的共同空间，也是多相物质共存的一种组合体，没有固体骨架的那部分空间叫做孔隙，由液体或气体或气液两相共同占有，相对于其中一相来说，其他相都弥散在其中，并以固相为固体骨架，构成空隙空间的某些空洞相互连通。
多孔介质模型可以应用于很多问题，如通过充满介质的流动、通过过滤纸、穿孔圆盘、流量分配器以及管道堆的流动。
其中v是名义速度。与多孔介质源项方程对比后可以发现：
用表格数据计算流过纤维垫的多孔介质参数
在计算流体流过纤维垫或过滤器这类问题时，除了Blake-Kozeny方程外，还可以用试验数据进行计算。固体材料的体积比 0.262 0.258 0.221 0.218 纤维的无量纲渗透率B 0.25 0.26 0.40 0.41
div u div grad S t

Dv Fb p f 运动方程： Dt

多孔介质边界条件

7.19多孔介质边界条件多孔介质模型适用的范围非常广泛，包括填充床，过滤纸，多孔板，流量分配器，还有管群，管束系统。

多孔跳跃模型被运用于一个面区域而不是网格区域，而且也可以代替完全多孔介质模型在任何可能的时候，因为它更加稳定而且能够很好地收敛。

见Section 7.22.7.19.1 多孔介质模型的限制和假设多孔介质模型就是在定义为多孔介质的区域结合了一个根据经验假设为主的流动阻力。

本质上，多孔介质模型仅仅是在动量方程上叠加了一个动量源项。

这种情况下，以下模型方面的假设和限制就可以很容易得到：因为没有表示多孔介质区域的实际存在的体，所以fluent默认是计算基于连续性方程的虚假速度。

做为一个做精确的选项，你可以适用fluent中的真是速度，见section7.19.7。

多孔介质对湍流流场的影响，是近似的，见7.19.4。

当在移动坐标系中使用多孔介质模型的时候，fluent既有相对坐标系也可以使用绝对坐标系，当激活相对速度阻力方程。

这将得到更精确的源项。

相关信息见section7.19.5和7.19.6。

当需要定义比热容的时候，必须是常数。

7.19.2 多孔介质模型动量方程多孔介质模型的动量方程是在标准动量方程的后面加上动量方程源项。

动量源项对多孔介质区域的压力梯度有影响，生成一个与速度大小（速度平方）成正比的压降。

对于各向同性多孔介质简单情况下：(7.19-2)式中是渗透性系数，是惯性阻力系数，也就是将D,C矩阵简化为对角矩阵，对角上的系数分别为和，其它元素都是0.同样fluent也可以将源项设定为速度的幂函数型：(7.19-3)式中and 是用户自定义的经验系数。

多孔介质方程的广义条件对称和精确解

多孔介质方程的广义条件对称和精确解多孔介质方程是一种用于描述物料的气体、液体、固体和真空的流动特性的基本方程。

它非常重要，因为它提供了一种从一般流体力学中求解多孔介质流动问题的可行方法。

本文将介绍多孔介质方程的广义条件对称，以及它们如何用于计算多孔介质流动问题的精确解。

首先，要了解多孔介质方程的广义条件对称，需要知道它的基本形式。

多孔介质方程的基本形式为：(ρ 0υ (t)) =[υ (t)K(x,t)]其中，ρ 0物质的初始密度，υ (t)时间上的流场，K(x,t)多孔介质的对流导热系数。

广义条件对称是用来解决多孔介质方程的一类常见条件。

这类条件主要有三种形式：边界条件，内初值条件和物理条件。

界条件是关于多孔介质方程变量在边界处取值的条件；内初值条件是关于变量在内部初始时刻的取值的条件；物理条件是关于变量取值的物理约束条件。

其次，用广义条件对称可以计算多孔介质流动问题的精确解。

这里需要用到一种叫做有限元方法的解法。

有限元方法是一种基于有限元单元建模的数值方法。

其基本思想是将多自由度的多孔介质流动问题分解为多个有限元单元组成的连续性单元，然后对每个单元求解边界条件、内初值条件和物理条件，最后将每个单元的解集成起来，得到多孔介质方程的精确解。

最后，满足多孔介质方程的广义条件对称，可以求解多孔介质流动问题的精确解。

由于多孔介质方程的实际应用非常广泛，因此，熟悉其广义条件对称及其用于求解多孔介质流动问题的精确解的方法，对于研究多孔介质流动特性和应用具有重要意义。

以上就是本文关于多孔介质方程的广义条件对称和精确解的内容。

本文介绍了多孔介质方程的基本形式、广义条件对称，以及如何用有限元方法求解多孔介质流动问题的精确解。

理解了多孔介质方程的广义条件对称和计算多孔介质流动问题精确解的方法，就可以更好地研究多孔介质流动特性及应用。

多孔介质模型的参数设置

多孔介质模型的参数设置多孔介质模型是描述多孔介质内部流动的数学模型，它对于分析和预测多孔介质内部的流动行为具有重要的意义。

正确设置模型的参数可以更准确地描述多孔介质的流动特性。

本文将从多孔介质的物理性质、模型比例、模型边界条件等方面进行讨论多孔介质模型的参数设置。

首先，物理性质是多孔介质模型参数设置的基础。

多孔介质的物理性质包括孔隙率、渗透率、孔隙结构、孔隙度等。

孔隙率是描述多孔介质中孔隙空间占总体积的比例，它反映了多孔介质储存和运移流体的能力。

渗透率是多孔介质中流体流动的性能参数，它与孔隙度、孔隙结构以及流体性质等有关。

在模型中，可以根据实际情况设置合适的孔隙率和渗透率来反映多孔介质的物理性质。

其次，模型比例也是多孔介质模型参数设置的重要因素。

模型比例是指模型与实际多孔介质之间的比例关系。

在建立多孔介质模型时，需要确定模型的尺寸和实际多孔介质的尺寸之间的比例关系。

通常情况下，模型的尺寸要远小于实际多孔介质的尺寸，以保证计算量的合理性。

在特定情况下，还可以选择合适的模型比例来考虑多孔介质的几何形态和结构特征。

此外，模型边界条件的设置也对多孔介质模型的参数有一定的影响。

模型边界条件包括流体入口边界条件和流体出口边界条件。

流体入口边界条件主要包括入口速度、入口压力和入口浓度等。

流体出口边界条件主要包括出口速度、出口压力和出口浓度等。

在设置模型边界条件时，需要考虑实际问题的特点，选择合适的参数来满足实际情况的要求。

最后，还应考虑模型的计算方法和求解策略。

根据多孔介质模型的类型，可以选择不同的计算方法和求解策略。

例如，对于稳态多孔介质模型，可以使用有限元方法或有限差分方法进行求解；对于非稳态多孔介质模型，可以使用计算流体力学方法或时域有限元方法进行求解。

在选择计算方法和求解策略时，需要兼顾模型的精度和计算效率。

总之，多孔介质模型的参数设置涉及到多个方面，包括多孔介质的物理性质、模型比例、模型边界条件以及计算方法和求解策略等。