(推荐)FLUENT中两相流、多相流中模型的的选择问题
Fluent多相流模型选择与设定
1.多相流动模式我们可以根据下面的原则对多相流分成四类:・气•液或者液•液两相流:O气泡流动:连续流体中的气泡或者液泡。
O液滴流动:连续气体中的离散流体液滴。
O活塞流动]在连续流体中的大的气泡O分层自由面流动:由明显的分界面隔开的非混合流体流动。
・气•固两相流:O充满粒子的流动:连续气体流动中有离散的固体粒子。
O气动输运:流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。
最典型的模式有沙子的流动,泥浆流,填充床,以及各向同性流。
O流化床:由一个盛有粒子的竖直圆筒构成,气体从一个分散器导入筒内。
从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮。
改变气体的流量,就会有气泡不断的出现并穿过整个容器,从而使得颗粒在床内得到充分混合。
•液•固两相流O泥浆流:流体中的颗粒输运。
液-固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。
在泥浆流中,Stokes数通常小于1。
当Stokes数大于1时,流动成为流化(fluidization) 了的液-固流动。
o水力运输:在连续流体中密布着固体颗粒o沉降运动:在有一定高度的成有液体的容器内,初始时刻均匀散布着颗粒物质。
随后,流体将会分层,在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤积层,在顶部出现了澄清层,里面没有颗粒物质,在中间则是沉降层,那里的粒子仍然在沉降。
在澄清层和沉降层中间,是一个清晰可辨的交界面。
•三相流(上面各种情况的组合)各流动模式对应的例子如下:•气泡流例子:抽吸,通风,空气泵,气穴,蒸发,浮选,洗刷•液滴流例子:抽吸,喷雾,燃烧室,低温泵,干燥机,蒸发,气冷,刷洗•活塞流例子:管道或容器内有大尺度气泡的流动•分层自由面流动例子:分离器中的晃动,核反应装置中的沸腾和冷凝•粒子负载流动例子:旋风分离器,空气分类器,洗尘器,环境尘埃流动•风力输运例子:水泥、谷粒和金属粉末的输运•流化床例子:流化床反应器,循环流化床•泥浆流例子:泥浆输运,矿物处理•水力输运例子:矿物处理,生物医学及物理化学中的流体系统•沉降例子:矿物处理2.多相流模型FLUENT中描述两相流的两种方法:欧拉一欧拉法和欧拉一拉格朗丨丨法,后面分别简称欧拉法和拉格朗日法。
Fluent多相流模型选择与设定
1.多相流动模式我们可以根据下面的原则对多相流分成四类:•气-液或者液-液两相流:o 气泡流动:连续流体中的气泡或者液泡。
o 液滴流动:连续气体中的离散流体液滴。
o 活塞流动: 在连续流体中的大的气泡o 分层自由面流动:由明显的分界面隔开的非混合流体流动。
•气-固两相流:o 充满粒子的流动:连续气体流动中有离散的固体粒子。
o 气动输运:流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。
最典型的模式有沙子的流动,泥浆流,填充床,以及各向同性流。
o 流化床:由一个盛有粒子的竖直圆筒构成,气体从一个分散器导入筒内。
从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮。
改变气体的流量,就会有气泡不断的出现并穿过整个容器,从而使得颗粒在床内得到充分混合。
•液-固两相流o 泥浆流:流体中的颗粒输运。
液-固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。
在泥浆流中,Stokes 数通常小于1。
当Stokes数大于1 时,流动成为流化(fluidization)了的液-固流动。
o 水力运输: 在连续流体中密布着固体颗粒o 沉降运动: 在有一定高度的成有液体的容器内,初始时刻均匀散布着颗粒物质。
随后,流体将会分层,在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤积层,在顶部出现了澄清层,里面没有颗粒物质,在中间则是沉降层,那里的粒子仍然在沉降。
在澄清层和沉降层中间,是一个清晰可辨的交界面。
•三相流(上面各种情况的组合)各流动模式对应的例子如下:•气泡流例子:抽吸,通风,空气泵,气穴,蒸发,浮选,洗刷•液滴流例子:抽吸,喷雾,燃烧室,低温泵,干燥机,蒸发,气冷,刷洗•活塞流例子:管道或容器内有大尺度气泡的流动•分层自由面流动例子:分离器中的晃动,核反应装置中的沸腾和冷凝•粒子负载流动例子:旋风分离器,空气分类器,洗尘器,环境尘埃流动•风力输运例子:水泥、谷粒和金属粉末的输运•流化床例子:流化床反应器,循环流化床•泥浆流例子: 泥浆输运,矿物处理•水力输运例子:矿物处理,生物医学及物理化学中的流体系统•沉降例子:矿物处理2. 多相流模型FLUENT中描述两相流的两种方法:欧拉一欧拉法和欧拉一拉格朗日法,后面分别简称欧拉法和拉格朗日法。
Fluent多相流模型选择
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stokes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。
6)对于流化床,采用欧拉模型7)泥浆和水力输运,采用混合模型或欧拉模型。
8)沉降采用欧拉模型9)对于更一般的,同时包含多种多相流模式的情况,应根据最感兴趣的流动特种,选择合适的流动模型。
Fluent多相流模型选择及设定
1.多相流动模式我们可以根据下面的原则对多相流分成四类:•气-液或者液-液两相流:o 气泡流动:连续流体中的气泡或者液泡。
o 液滴流动:连续气体中的离散流体液滴。
o 活塞流动: 在连续流体中的大的气泡o 分层自由面流动:由明显的分界面隔开的非混合流体流动。
•气-固两相流:o 充满粒子的流动:连续气体流动中有离散的固体粒子。
o 气动输运:流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。
最典型的模式有沙子的流动,泥浆流,填充床,以及各向同性流。
o 流化床:由一个盛有粒子的竖直圆筒构成,气体从一个分散器导入筒内。
从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮。
改变气体的流量,就会有气泡不断的出现并穿过整个容器,从而使得颗粒在床内得到充分混合。
•液-固两相流o 泥浆流:流体中的颗粒输运。
液-固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。
在泥浆流中,Stokes 数通常小于1。
当Stokes数大于1 时,流动成为流化(fluidization)了的液-固流动。
o 水力运输: 在连续流体中密布着固体颗粒o 沉降运动: 在有一定高度的成有液体的容器内,初始时刻均匀散布着颗粒物质。
随后,流体将会分层,在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤积层,在顶部出现了澄清层,里面没有颗粒物质,在中间则是沉降层,那里的粒子仍然在沉降。
在澄清层和沉降层中间,是一个清晰可辨的交界面。
•三相流 (上面各种情况的组合)各流动模式对应的例子如下:•气泡流例子:抽吸,通风,空气泵,气穴,蒸发,浮选,洗刷•液滴流例子:抽吸,喷雾,燃烧室,低温泵,干燥机,蒸发,气冷,刷洗•活塞流例子:管道或容器内有大尺度气泡的流动•分层自由面流动例子:分离器中的晃动,核反应装置中的沸腾和冷凝•粒子负载流动例子:旋风分离器,空气分类器,洗尘器,环境尘埃流动•风力输运例子:水泥、谷粒和金属粉末的输运•流化床例子:流化床反应器,循环流化床•泥浆流例子: 泥浆输运,矿物处理•水力输运例子:矿物处理,生物医学及物理化学中的流体系统•沉降例子:矿物处理2. 多相流模型FLUENT中描述两相流的两种方法:欧拉一欧拉法和欧拉一拉格朗日法,后面分别简称欧拉法和拉格朗日法。
Fluent多相流模型选择
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stokes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。
6)对于流化床,采用欧拉模型7)泥浆和水力输运,采用混合模型或欧拉模型。
8)沉降采用欧拉模型9)对于更一般的,同时包含多种多相流模式的情况,应根据最感兴趣的流动特种,选择合适的流动模型。
Fluent多相流模型选择与设定
1.多相流动模式我们可以根据下面的原则对多相流分成四类:•气-液或者液-液两相流:o 气泡流动:连续流体中的气泡或者液泡。
o 液滴流动:连续气体中的离散流体液滴。
o 活塞流动: 在连续流体中的大的气泡o 分层自由面流动:由明显的分界面隔开的非混合流体流动。
•气-固两相流:o 充满粒子的流动:连续气体流动中有离散的固体粒子。
o 气动输运:流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。
最典型的模式有沙子的流动,泥浆流,填充床,以及各向同性流。
o 流化床:由一个盛有粒子的竖直圆筒构成,气体从一个分散器导入筒内。
从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮。
改变气体的流量,就会有气泡不断的出现并穿过整个容器,从而使得颗粒在床内得到充分混合。
•液-固两相流o 泥浆流:流体中的颗粒输运。
液-固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。
在泥浆流中,Stokes 数通常小于1。
当Stokes数大于1 时,流动成为流化(fluidization)了的液-固流动。
o 水力运输: 在连续流体中密布着固体颗粒o 沉降运动: 在有一定高度的成有液体的容器内,初始时刻均匀散布着颗粒物质。
随后,流体将会分层,在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤积层,在顶部出现了澄清层,里面没有颗粒物质,在中间则是沉降层,那里的粒子仍然在沉降。
在澄清层和沉降层中间,是一个清晰可辨的交界面。
•三相流 (上面各种情况的组合)各流动模式对应的例子如下:•气泡流例子:抽吸,通风,空气泵,气穴,蒸发,浮选,洗刷•液滴流例子:抽吸,喷雾,燃烧室,低温泵,干燥机,蒸发,气冷,刷洗•活塞流例子:管道或容器内有大尺度气泡的流动•分层自由面流动例子:分离器中的晃动,核反应装置中的沸腾和冷凝•粒子负载流动例子:旋风分离器,空气分类器,洗尘器,环境尘埃流动•风力输运例子:水泥、谷粒和金属粉末的输运•流化床例子:流化床反应器,循环流化床•泥浆流例子: 泥浆输运,矿物处理•水力输运例子:矿物处理,生物医学及物理化学中的流体系统•沉降例子:矿物处理2. 多相流模型FLUENT中描述两相流的两种方法:欧拉一欧拉法和欧拉一拉格朗日法,后面分别简称欧拉法和拉格朗日法。
Fluent多相流模型选择与设定
1.多相流动模式我们可以根据下面的原则对多相流分成四类:•气-液或者液-液两相流:o 气泡流动:连续流体中的气泡或者液泡。
o 液滴流动:连续气体中的离散流体液滴。
o 活塞流动: 在连续流体中的大的气泡o 分层自由面流动:由明显的分界面隔开的非混合流体流动。
•气-固两相流:o 充满粒子的流动:连续气体流动中有离散的固体粒子。
o 气动输运:流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。
最典型的模式有沙子的流动,泥浆流,填充床,以及各向同性流。
o 流化床:由一个盛有粒子的竖直圆筒构成,气体从一个分散器导入筒内。
从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮。
改变气体的流量,就会有气泡不断的出现并穿过整个容器,从而使得颗粒在床内得到充分混合。
•液-固两相流o 泥浆流:流体中的颗粒输运。
液-固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。
在泥浆流中,Stokes 数通常小于1。
当Stokes数大于1 时,流动成为流化(fluidization)了的液-固流动。
o 水力运输: 在连续流体中密布着固体颗粒o 沉降运动: 在有一定高度的成有液体的容器内,初始时刻均匀散布着颗粒物质。
随后,流体将会分层,在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤积层,在顶部出现了澄清层,里面没有颗粒物质,在中间则是沉降层,那里的粒子仍然在沉降。
在澄清层和沉降层中间,是一个清晰可辨的交界面。
•三相流(上面各种情况的组合)各流动模式对应的例子如下:•气泡流例子:抽吸,通风,空气泵,气穴,蒸发,浮选,洗刷•液滴流例子:抽吸,喷雾,燃烧室,低温泵,干燥机,蒸发,气冷,刷洗•活塞流例子:管道或容器内有大尺度气泡的流动•分层自由面流动例子:分离器中的晃动,核反应装置中的沸腾和冷凝•粒子负载流动例子:旋风分离器,空气分类器,洗尘器,环境尘埃流动•风力输运例子:水泥、谷粒和金属粉末的输运•流化床例子:流化床反应器,循环流化床•泥浆流例子: 泥浆输运,矿物处理•水力输运例子:矿物处理,生物医学及物理化学中的流体系统•沉降例子:矿物处理2. 多相流模型FLUENT中描述两相流的两种方法:欧拉一欧拉法和欧拉一拉格朗日法,后面分别简称欧拉法和拉格朗日法。
Fluent多相流模型选择与设定
1.多相流动模式我们可以根据下面的原则对多相流分成四类:•气-液或者液-液两相流:o 气泡流动:连续流体中的气泡或者液泡。
o 液滴流动:连续气体中的离散流体液滴。
o 活塞流动: 在连续流体中的大的气泡o 分层自由面流动:由明显的分界面隔开的非混合流体流动。
•气-固两相流:o 充满粒子的流动:连续气体流动中有离散的固体粒子。
o 气动输运:流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。
最典型的模式有沙子的流动,泥浆流,填充床,以及各向同性流。
o 流化床:由一个盛有粒子的竖直圆筒构成,气体从一个分散器导入筒内。
从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮。
改变气体的流量,就会有气泡不断的出现并穿过整个容器,从而使得颗粒在床内得到充分混合。
•液-固两相流o 泥浆流:流体中的颗粒输运。
液-固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。
在泥浆流中,Stokes 数通常小于1。
当Stokes数大于1 时,流动成为流化(fluidization)了的液-固流动。
o 水力运输: 在连续流体中密布着固体颗粒o 沉降运动: 在有一定高度的成有液体的容器内,初始时刻均匀散布着颗粒物质。
随后,流体将会分层,在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤积层,在顶部出现了澄清层,里面没有颗粒物质,在中间则是沉降层,那里的粒子仍然在沉降。
在澄清层和沉降层中间,是一个清晰可辨的交界面。
•三相流 (上面各种情况的组合)各流动模式对应的例子如下:•气泡流例子:抽吸,通风,空气泵,气穴,蒸发,浮选,洗刷•液滴流例子:抽吸,喷雾,燃烧室,低温泵,干燥机,蒸发,气冷,刷洗•活塞流例子:管道或容器内有大尺度气泡的流动•分层自由面流动例子:分离器中的晃动,核反应装置中的沸腾和冷凝•粒子负载流动例子:旋风分离器,空气分类器,洗尘器,环境尘埃流动•风力输运例子:水泥、谷粒和金属粉末的输运•流化床例子:流化床反应器,循环流化床•泥浆流例子: 泥浆输运,矿物处理•水力输运例子:矿物处理,生物医学及物理化学中的流体系统•沉降例子:矿物处理2. 多相流模型FLUENT中描述两相流的两种方法:欧拉一欧拉法和欧拉一拉格朗日法,后面分别简称欧拉法和拉格朗日法。
fluent多相流模型选择与设定
fluent多相流模型选择与设定Fluent多相流模型是一种用于模拟多相流动的计算模型。
它可以应用于各种工程领域,如化工、环境工程、能源等,用于预测流体在不同相态下的行为和性质。
在本文中,将介绍Fluent多相流模型的选择和设定,并探讨其在工程应用中的重要性。
选择适当的多相流模型对于准确模拟流体行为至关重要。
Fluent提供了多种多相流模型,包括欧拉-欧拉模型、欧拉-拉格朗日模型和欧拉-欧拉-拉格朗日模型等。
根据实际应用需求,可以选择合适的模型。
例如,在颗粒流动中,欧拉-欧拉模型可以更好地描述流体和颗粒之间的相互作用;而在液滴破裂模拟中,欧拉-拉格朗日模型可以更准确地预测液滴的形变和破裂行为。
设定正确的边界条件和物理参数也是模拟多相流动的关键步骤。
边界条件包括入口速度、出口压力、界面张力等,这些参数对于模拟结果的准确性和稳定性起着重要作用。
在设定物理参数时,需要考虑到流体的性质、颗粒的密度、粘度等因素,并根据实际情况进行合理选择。
在使用Fluent进行多相流模拟时,还需要合理设置网格。
网格的划分应该足够细致,以捕捉流体和颗粒的细微变化。
同时,为了提高计算效率,还需要根据流体和颗粒的运动特性进行网格的划分和调整。
这样可以保证模拟结果的精确性和计算的稳定性。
Fluent多相流模型在工程应用中具有广泛的适用性和重要性。
例如,在化工领域,多相流模型可以用于模拟反应器内的气体-液体反应过程,以优化反应条件和提高反应效率。
在环境工程中,多相流模型可以用于模拟污水处理过程中的气体和颗粒物的分离和去除效果。
在能源领域,多相流模型可以用于模拟燃烧过程中的燃料和空气的混合和燃烧特性,以优化燃烧效率和减少污染物排放。
Fluent多相流模型是一种强大而灵活的工具,可以帮助工程师和科研人员更好地理解和预测多相流动的行为。
通过正确选择和设定模型,并结合实际应用需求,可以获得准确、稳定的模拟结果,为工程设计和优化提供科学依据。
Fluent多相流选择原则
Fluent 多相流选择原则分类一、气液或液液流动气泡流动:持续流体中存在离散的气泡或液泡液滴流动:持续相为气相,其它相为液滴栓塞(泡状)流动:在持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。
二、气固两相流动粒子负载流动:持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,填充床和各相同性流流化床:有一个盛有粒子的竖直圆筒组成,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stokes数通常小于1。
大于1是成为流化了的液固流动。
水力运输:在持续流体中密布着固体颗粒沉降运动:在有必然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、三相流以上各类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、核反映装置沸腾和冷凝负载流: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:流化床反映器、循环流化床泥浆流:泥浆输运、矿物处置水力输运:矿物处置、生物医学、物理化学中的流体系统沉降流动:矿物处置。
多相流模型的选择原则一、大体原则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。
6) 对于流化床,采用欧拉模型7)泥浆和水力输运,采用混合模型或欧拉模型。
8)沉降采用欧拉模型9)对于更一般的,同时包括多种多相流模式的情况,应按照最感兴趣的流动特种,选择适合的流动模型。
Fluent多相流模型选择与设定
1.多相流动模式我们可以根据下面的原则对多相流分成四类:•气-液或者液-液两相流:o 气泡流动:连续流体中的气泡或者液泡。
o 液滴流动:连续气体中的离散流体液滴。
o 活塞流动: 在连续流体中的大的气泡o 分层自由面流动:由明显的分界面隔开的非混合流体流动。
•气-固两相流:o 充满粒子的流动:连续气体流动中有离散的固体粒子。
o 气动输运:流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。
最典型的模式有沙子的流动,泥浆流,填充床,以及各向同性流。
o 流化床:由一个盛有粒子的竖直圆筒构成,气体从一个分散器导入筒内。
从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮。
改变气体的流量,就会有气泡不断的出现并穿过整个容器,从而使得颗粒在床内得到充分混合。
•液-固两相流o 泥浆流:流体中的颗粒输运。
液-固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。
在泥浆流中,Stokes 数通常小于1。
当Stokes数大于1 时,流动成为流化(fluidization)了的液-固流动。
o 水力运输: 在连续流体中密布着固体颗粒o 沉降运动: 在有一定高度的成有液体的容器内,初始时刻均匀散布着颗粒物质。
随后,流体将会分层,在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤积层,在顶部出现了澄清层,里面没有颗粒物质,在中间则是沉降层,那里的粒子仍然在沉降。
在澄清层和沉降层中间,是一个清晰可辨的交界面。
•三相流 (上面各种情况的组合)各流动模式对应的例子如下:•气泡流例子:抽吸,通风,空气泵,气穴,蒸发,浮选,洗刷•液滴流例子:抽吸,喷雾,燃烧室,低温泵,干燥机,蒸发,气冷,刷洗•活塞流例子:管道或容器内有大尺度气泡的流动•分层自由面流动例子:分离器中的晃动,核反应装置中的沸腾和冷凝•粒子负载流动例子:旋风分离器,空气分类器,洗尘器,环境尘埃流动•风力输运例子:水泥、谷粒和金属粉末的输运•流化床例子:流化床反应器,循环流化床•泥浆流例子: 泥浆输运,矿物处理•水力输运例子:矿物处理,生物医学及物理化学中的流体系统•沉降例子:矿物处理2. 多相流模型FLUENT中描述两相流的两种方法:欧拉一欧拉法和欧拉一拉格朗日法,后面分别简称欧拉法和拉格朗日法。
【多相流】fluent中如何选择多相流模型?(3)
【多相流】fluent中如何选择多相流模型?(3)“长风破浪会有时,直挂云帆济沧海!”对于分层流和段塞流,模型比较表明VOF模型的选择很简单。
为其他类型的流动选择模型就不那么简单了。
作为一般准则,有一些参数可以帮助为这些其他流动确定适当的多相流模型:颗粒载荷β和斯托克斯数st(注意,在本讨论中“颗粒”一词是指颗粒、液滴或气泡)。
1 颗粒载荷的影响颗粒载荷对相的相互作用有很大的影响。
定义颗粒载荷为分散相(d)与载体相(c)的质量密度比:材料密度比为:气-固流动大于1000,液-固流动约为1,气-液流动小于0.001。
通过这些参数,可以估算出颗粒相各颗粒之间的平均距离,Crowe等人已经给出了这个距离的估计。
其中,,有关这些参数的信息对于确定应如何处理分散相是重要的。
例如,对于颗粒载荷为1的气-固流动,颗粒间距离约为8;因此,颗粒可以被视为孤立的(即非常低的颗粒载荷)。
根据颗粒载荷的不同,相间相互作用程度可分为以下三类:•对于非常低的载荷,两相之间的耦合是单向的(即流体通过阻力和湍流影响颗粒,而颗粒对流体没有影响)。
离散相模型、混合模型和欧拉模型都能正确地处理这类问题。
由于欧拉模型是计算量最大的,建议采用离散相或混合模型。
•对于中等载荷,耦合是双向的(即流体通过阻力和湍流影响颗粒相,而颗粒反过来通过平均动量和湍流的降低影响流体)。
离散相、混合和欧拉模型都适用于这种情况,但需要考虑其他因素,以决定哪种模型更合适。
下面是使用Stokes数作为指南的信息。
•对于高载荷,有双向耦合加上颗粒压力和颗粒引起的粘性应力(四向耦合)。
只有欧拉模型才能正确地处理这类问题。
2 斯托克斯数的意义具有中等颗粒载荷的系统,估计Stokes数的值可以帮助选择最合适的模型。
可以将Stokes数定义为粒子响应时间与系统响应时间的关系:其中,,是基于所研究系统的特征长度和特征速度,。
•当,粒子将紧密跟随流动,三种模型(离散相、混合相或欧拉)均适用;因此,可以选择最经济的(大多数情况下是混合模型),或者考虑到其他因素,选择最合适的。
Fluent多相流模型选择
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stokes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。
6)对于流化床,采用欧拉模型7)泥浆和水力输运,采用混合模型或欧拉模型。
8)沉降采用欧拉模型9)对于更一般的,同时包含多种多相流模式的情况,应根据最感兴趣的流动特种,选择合适的流动模型。
Fluent多相流模型选择及设定
1。
多相流动模式我们可以根据下面的原则对多相流分成四类:•气-液或者液—液两相流:o 气泡流动:连续流体中的气泡或者液泡。
o 液滴流动:连续气体中的离散流体液滴。
o 活塞流动:在连续流体中的大的气泡o 分层自由面流动:由明显的分界面隔开的非混合流体流动。
•气-固两相流:o 充满粒子的流动:连续气体流动中有离散的固体粒子。
o 气动输运:流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。
最典型的模式有沙子的流动,泥浆流,填充床,以及各向同性流。
o 流化床:由一个盛有粒子的竖直圆筒构成,气体从一个分散器导入筒内。
从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮。
改变气体的流量,就会有气泡不断的出现并穿过整个容器,从而使得颗粒在床内得到充分混合。
•液—固两相流o 泥浆流:流体中的颗粒输运.液—固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。
在泥浆流中,Stokes 数通常小于1。
当Stokes数大于1 时,流动成为流化(fluidization)了的液-固流动。
o 水力运输:在连续流体中密布着固体颗粒o 沉降运动: 在有一定高度的成有液体的容器内,初始时刻均匀散布着颗粒物质.随后,流体将会分层,在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤积层,在顶部出现了澄清层,里面没有颗粒物质,在中间则是沉降层,那里的粒子仍然在沉降。
在澄清层和沉降层中间,是一个清晰可辨的交界面。
•三相流 (上面各种情况的组合)各流动模式对应的例子如下:•气泡流例子:抽吸,通风,空气泵,气穴,蒸发,浮选,洗刷•液滴流例子:抽吸,喷雾,燃烧室,低温泵,干燥机,蒸发,气冷,刷洗•活塞流例子:管道或容器内有大尺度气泡的流动•分层自由面流动例子:分离器中的晃动,核反应装置中的沸腾和冷凝•粒子负载流动例子:旋风分离器,空气分类器,洗尘器,环境尘埃流动•风力输运例子:水泥、谷粒和金属粉末的输运•流化床例子:流化床反应器,循环流化床•泥浆流例子: 泥浆输运,矿物处理•水力输运例子:矿物处理,生物医学及物理化学中的流体系统•沉降例子:矿物处理2. 多相流模型FLUENT中描述两相流的两种方法:欧拉一欧拉法和欧拉一拉格朗日法,后面分别简称欧拉法和拉格朗日法。
FLUENT中两相流、多相流中模型的的选择问题
两相流:通常把含有大量固体或液体颗粒的气体或液体流动称为两相流;其中含有多种尺寸组颗粒群为一个“相”,气体或液体为另一“相”,由此就有气—液,气—固,液—固等两相流之分。
两相流的研究:对两相流的研究有两种不同的观点:一是把流体作为连续介质,而把颗粒群作为离散体系;而另一是除了把流体作为连续介质外,还把颗粒群当作拟连续介质或拟流体。
引入两种坐标系:即拉格朗日坐标和欧拉坐标,以变形前的初始坐标为自变量称为拉格朗日Langrangian 坐标或物质坐标;以变形后瞬时坐标为自变量称为欧拉Eulerian 坐标或空间坐标。
一.离散相模型FLUENT在求解连续相的输运方程的同时,在拉格朗日坐标下模拟流场中离散相的第二相;离散相模型解决的问题:煤粉燃烧、颗粒分离、喷雾干燥、液体燃料的燃烧等;应用范围:FLUENT中的离散相模型假定第二相体积分数一般说来要小于10-12%(但颗粒质量承载率可以大于10-12%,即可模拟离散相质量流率等/大于连续相的流动);不适用于模拟在连续相中无限期悬浮的颗粒流问题,包括:搅拌釜、流化床等;颗粒-颗粒之间的相互作用、颗粒体积分数对连续相的影响未考虑;湍流中颗粒处理的两种模型:Stochastic Tracking,应用随机方法来考虑瞬时湍流速度对颗粒轨道的影响;Cloud Tracking,运用统计方法来跟踪颗粒围绕某一平均轨道的湍流扩散。
通过计算颗粒的系统平均运动方程得到颗粒的某个“平均轨道”二.多相流模型FLUENT中提供的模型:VOF模型(Volume of Fluid Model)混合模型(Mixture Model)欧拉模型(Eulerian Model)1.VOF模型(Volume of Fluid Model)VOF模型用来处理没有相互穿插的多相流问题,在处理两相流中,假设计算的每个控制容积中第一相的体积含量为α1,如果α1=0,表示该控制容积中不含第一相,如果α1=1,则表示该控制容积中只含有第一相,如果0<α1<1,表示该控制容积中有两相交界面;VOF方法是用体积率函数表示流体自由面的位置和流体所占的体积,其方法占内存小,是一种简单而有效的方法。
Fluent多相流模型选择与设定
1.多相流动模式我们可以根据下面的原则对多相流分成四类:•气-液或者液-液两相流:o 气泡流动:连续流体中的气泡或者液泡。
o 液滴流动:连续气体中的离散流体液滴。
o 活塞流动: 在连续流体中的大的气泡o 分层自由面流动:由明显的分界面隔开的非混合流体流动。
•气-固两相流:o 充满粒子的流动:连续气体流动中有离散的固体粒子。
o 气动输运:流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。
最典型的模式有沙子的流动,泥浆流,填充床,以及各向同性流。
o 流化床:由一个盛有粒子的竖直圆筒构成,气体从一个分散器导入筒内。
从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮。
改变气体的流量,就会有气泡不断的出现并穿过整个容器,从而使得颗粒在床内得到充分混合。
•液-固两相流o 泥浆流:流体中的颗粒输运。
液-固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。
在泥浆流中,Stokes 数通常小于1。
当Stokes数大于1 时,流动成为流化(fluidization)了的液-固流动。
o 水力运输: 在连续流体中密布着固体颗粒o 沉降运动: 在有一定高度的成有液体的容器内,初始时刻均匀散布着颗粒物质。
随后,流体将会分层,在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤积层,在顶部出现了澄清层,里面没有颗粒物质,在中间则是沉降层,那里的粒子仍然在沉降。
在澄清层和沉降层中间,是一个清晰可辨的交界面。
•三相流(上面各种情况的组合)各流动模式对应的例子如下:•气泡流例子:抽吸,通风,空气泵,气穴,蒸发,浮选,洗刷•液滴流例子:抽吸,喷雾,燃烧室,低温泵,干燥机,蒸发,气冷,刷洗•活塞流例子:管道或容器内有大尺度气泡的流动•分层自由面流动例子:分离器中的晃动,核反应装置中的沸腾和冷凝•粒子负载流动例子:旋风分离器,空气分类器,洗尘器,环境尘埃流动•风力输运例子:水泥、谷粒和金属粉末的输运•流化床例子:流化床反应器,循环流化床•泥浆流例子: 泥浆输运,矿物处理•水力输运例子:矿物处理,生物医学及物理化学中的流体系统•沉降例子:矿物处理2. 多相流模型FLUENT中描述两相流的两种方法:欧拉一欧拉法和欧拉一拉格朗日法,后面分别简称欧拉法和拉格朗日法。
Fluent多相流模型选择及设定
1.多相流动模式我们可以根据下面的原则对多相流分成四类:•气-液或者液-液两相流:o 气泡流动:连续流体中的气泡或者液泡。
o 液滴流动:连续气体中的离散流体液滴。
o 活塞流动: 在连续流体中的大的气泡o 分层自由面流动:由明显的分界面隔开的非混合流体流动。
•气-固两相流:o 充满粒子的流动:连续气体流动中有离散的固体粒子。
o 气动输运:流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。
最典型的模式有沙子的流动,泥浆流,填充床,以及各向同性流。
o 流化床:由一个盛有粒子的竖直圆筒构成,气体从一个分散器导入筒内。
从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮。
改变气体的流量,就会有气泡不断的出现并穿过整个容器,从而使得颗粒在床内得到充分混合。
•液-固两相流o 泥浆流:流体中的颗粒输运。
液-固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。
在泥浆流中,Stokes 数通常小于1。
当Stokes数大于1 时,流动成为流化(fluidization)了的液-固流动。
o 水力运输: 在连续流体中密布着固体颗粒o 沉降运动: 在有一定高度的成有液体的容器内,初始时刻均匀散布着颗粒物质。
随后,流体将会分层,在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤积层,在顶部出现了澄清层,里面没有颗粒物质,在中间则是沉降层,那里的粒子仍然在沉降。
在澄清层和沉降层中间,是一个清晰可辨的交界面。
•三相流 (上面各种情况的组合)各流动模式对应的例子如下:•气泡流例子:抽吸,通风,空气泵,气穴,蒸发,浮选,洗刷•液滴流例子:抽吸,喷雾,燃烧室,低温泵,干燥机,蒸发,气冷,刷洗•活塞流例子:管道或容器内有大尺度气泡的流动•分层自由面流动例子:分离器中的晃动,核反应装置中的沸腾和冷凝•粒子负载流动例子:旋风分离器,空气分类器,洗尘器,环境尘埃流动•风力输运例子:水泥、谷粒和金属粉末的输运•流化床例子:流化床反应器,循环流化床•泥浆流例子: 泥浆输运,矿物处理•水力输运例子:矿物处理,生物医学及物理化学中的流体系统•沉降例子:矿物处理2. 多相流模型FLUENT中描述两相流的两种方法:欧拉一欧拉法和欧拉一拉格朗日法,后面分别简称欧拉法和拉格朗日法。
Fluent多相流模型选择及设定【范本模板】
1.多相流动模式我们可以根据下面的原则对多相流分成四类:•气—液或者液—液两相流:o 气泡流动:连续流体中的气泡或者液泡。
o 液滴流动:连续气体中的离散流体液滴。
o 活塞流动: 在连续流体中的大的气泡o 分层自由面流动:由明显的分界面隔开的非混合流体流动。
•气-固两相流:o 充满粒子的流动:连续气体流动中有离散的固体粒子。
o 气动输运:流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。
最典型的模式有沙子的流动,泥浆流,填充床,以及各向同性流.o 流化床:由一个盛有粒子的竖直圆筒构成,气体从一个分散器导入筒内。
从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮.改变气体的流量,就会有气泡不断的出现并穿过整个容器,从而使得颗粒在床内得到充分混合。
•液-固两相流o 泥浆流:流体中的颗粒输运。
液-固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。
在泥浆流中,Stokes 数通常小于1.当Stokes数大于1 时,流动成为流化(fluidization)了的液—固流动。
o 水力运输: 在连续流体中密布着固体颗粒o 沉降运动:在有一定高度的成有液体的容器内,初始时刻均匀散布着颗粒物质.随后,流体将会分层,在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤积层,在顶部出现了澄清层,里面没有颗粒物质,在中间则是沉降层,那里的粒子仍然在沉降.在澄清层和沉降层中间,是一个清晰可辨的交界面.•三相流(上面各种情况的组合)各流动模式对应的例子如下:•气泡流例子:抽吸,通风,空气泵,气穴,蒸发,浮选,洗刷•液滴流例子:抽吸,喷雾,燃烧室,低温泵,干燥机,蒸发,气冷,刷洗•活塞流例子:管道或容器内有大尺度气泡的流动•分层自由面流动例子:分离器中的晃动,核反应装置中的沸腾和冷凝•粒子负载流动例子:旋风分离器,空气分类器,洗尘器,环境尘埃流动•风力输运例子:水泥、谷粒和金属粉末的输运•流化床例子:流化床反应器,循环流化床•泥浆流例子:泥浆输运,矿物处理•水力输运例子:矿物处理,生物医学及物理化学中的流体系统•沉降例子:矿物处理2。
Fluent多相流模型选择与设定(优选.)
1.多相流动模式我们可以根据下面的原则对多相流分成四类:•气-液或者液-液两相流:o 气泡流动:连续流体中的气泡或者液泡。
o 液滴流动:连续气体中的离散流体液滴。
o 活塞流动: 在连续流体中的大的气泡o 分层自由面流动:由明显的分界面隔开的非混合流体流动。
•气-固两相流:o 充满粒子的流动:连续气体流动中有离散的固体粒子。
o 气动输运:流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。
最典型的模式有沙子的流动,泥浆流,填充床,以及各向同性流。
o 流化床:由一个盛有粒子的竖直圆筒构成,气体从一个分散器导入筒内。
从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮。
改变气体的流量,就会有气泡不断的出现并穿过整个容器,从而使得颗粒在床内得到充分混合。
•液-固两相流o 泥浆流:流体中的颗粒输运。
液-固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。
在泥浆流中,Stokes 数通常小于1。
当Stokes数大于1 时,流动成为流化(fluidization)了的液-固流动。
o 水力运输: 在连续流体中密布着固体颗粒o 沉降运动: 在有一定高度的成有液体的容器内,初始时刻均匀散布着颗粒物质。
随后,流体将会分层,在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤积层,在顶部出现了澄清层,里面没有颗粒物质,在中间则是沉降层,那里的粒子仍然在沉降。
在澄清层和沉降层中间,是一个清晰可辨的交界面。
•三相流(上面各种情况的组合)各流动模式对应的例子如下:•气泡流例子:抽吸,通风,空气泵,气穴,蒸发,浮选,洗刷•液滴流例子:抽吸,喷雾,燃烧室,低温泵,干燥机,蒸发,气冷,刷洗•活塞流例子:管道或容器内有大尺度气泡的流动•分层自由面流动例子:分离器中的晃动,核反应装置中的沸腾和冷凝•粒子负载流动例子:旋风分离器,空气分类器,洗尘器,环境尘埃流动•风力输运例子:水泥、谷粒和金属粉末的输运•流化床例子:流化床反应器,循环流化床•泥浆流例子: 泥浆输运,矿物处理•水力输运例子:矿物处理,生物医学及物理化学中的流体系统•沉降例子:矿物处理2. 多相流模型FLUENT中描述两相流的两种方法:欧拉一欧拉法和欧拉一拉格朗日法,后面分别简称欧拉法和拉格朗日法。
Fluent多相流模型选择与设定
1.多相流动模式我们可以根据下面的原则对多相流分成四类:•气-液或者液-液两相流:o 气泡流动:连续流体中的气泡或者液泡。
o 液滴流动:连续气体中的离散流体液滴。
o 活塞流动: 在连续流体中的大的气泡o 分层自由面流动:由明显的分界面隔开的非混合流体流动。
•气-固两相流:o 充满粒子的流动:连续气体流动中有离散的固体粒子。
o 气动输运:流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。
最典型的模式有沙子的流动,泥浆流,填充床,以及各向同性流。
o 流化床:由一个盛有粒子的竖直圆筒构成,气体从一个分散器导入筒内。
从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮。
改变气体的流量,就会有气泡不断的出现并穿过整个容器,从而使得颗粒在床内得到充分混合。
•液-固两相流o 泥浆流:流体中的颗粒输运。
液-固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。
在泥浆流中,Stokes 数通常小于1。
当Stokes数大于1 时,流动成为流化(fluidization)了的液-固流动。
o 水力运输: 在连续流体中密布着固体颗粒o 沉降运动: 在有一定高度的成有液体的容器内,初始时刻均匀散布着颗粒物质。
随后,流体将会分层,在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤积层,在顶部出现了澄清层,里面没有颗粒物质,在中间则是沉降层,那里的粒子仍然在沉降。
在澄清层和沉降层中间,是一个清晰可辨的交界面。
•三相流 (上面各种情况的组合)各流动模式对应的例子如下:•气泡流例子:抽吸,通风,空气泵,气穴,蒸发,浮选,洗刷•液滴流例子:抽吸,喷雾,燃烧室,低温泵,干燥机,蒸发,气冷,刷洗•活塞流例子:管道或容器内有大尺度气泡的流动•分层自由面流动例子:分离器中的晃动,核反应装置中的沸腾和冷凝•粒子负载流动例子:旋风分离器,空气分类器,洗尘器,环境尘埃流动•风力输运例子:水泥、谷粒和金属粉末的输运•流化床例子:流化床反应器,循环流化床•泥浆流例子: 泥浆输运,矿物处理•水力输运例子:矿物处理,生物医学及物理化学中的流体系统•沉降例子:矿物处理2. 多相流模型FLUENT中描述两相流的两种方法:欧拉一欧拉法和欧拉一拉格朗日法,后面分别简称欧拉法和拉格朗日法。
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两相流:通常把含有大量固体或液体颗粒的气体或液体流动称为两相流;其中含有多种尺寸组颗粒群为一个“相”,气体或液体为另一“相”,由此就有气—液,气—固,液—固等两相流之分。
两相流的研究:对两相流的研究有两种不同的观点:一是把流体作为连续介质,而把颗粒群作为离散体系;而另一是除了把流体作为连续介质外,还把颗粒群当作拟连续介质或拟流体。
引入两种坐标系:即拉格朗日坐标和欧拉坐标,以变形前的初始坐标为自变量称为拉格朗日Langrangian 坐标或物质坐标;以变形后瞬时坐标为自变量称为欧拉Eulerian 坐标或空间坐标。
一.离散相模型
FLUENT在求解连续相的输运方程的同时,在拉格朗日坐标下模拟流场中离散相的第二相;
离散相模型解决的问题:煤粉燃烧、颗粒分离、喷雾干燥、液体燃料的燃烧等;
应用范围:FLUENT中的离散相模型假定第二相体积分数一般说来要小于10-12%(但颗粒质量承载率可以大于10-12%,即可模拟离散相质量流率等/大于连续相的流动);不适用于模拟在连续相中无限期悬浮的颗粒流问题,包括:搅拌釜、流化床等;
颗粒-颗粒之间的相互作用、颗粒体积分数对连续相的影响未考虑;
湍流中颗粒处理的两种模型:Stochastic Tracking,应用随机方法来考虑瞬时湍流速度对颗粒轨道的影响;Cloud Tracking,运用统计方法来跟踪颗粒围绕某一平均轨道的湍流扩散。
通过计算颗粒的系统平均运动方程得到颗粒的某个“平均轨道”
二.多相流模型
FLUENT中提供的模型:
VOF模型(Volume of Fluid Model)
混合模型(Mixture Model)
欧拉模型(Eulerian Model)
1.VOF模型(Volume of Fluid Model)
VOF模型用来处理没有相互穿插的多相流问题,在处理两相流中,假设计算的每个控制容积中第一相的体积含量为α1,如果α1=0,表示该控制容积中不含第一相,如果α1=1,则表示该控制容积中只含有第一相,如果0<α1<1,表示该控制容积中有两相交界面;
VOF方法是用体积率函数表示流体自由面的位置和流体所占的体积,其方法占内存小,是一种简单而有效的方法。
2.混合模型(Mixture Model)
用混合特性参数描述的两相流场的场方程组称为混合模型;
考虑了界面传递特性以及两相间的扩散作用和脉动作用;使用了滑移速度的概念,允许相以不同的速度运动;
用于模拟各相有不同速度的多相流;也用于模拟有强烈耦合的各向同性多相流和各相以相同速度运动的多相流;
缺点:界面特性包括不全,扩散和脉动特性难于处理。
3.欧拉模型(Eulerian Model)
欧拉模型指的是欧拉—欧拉模型;
把颗粒和气体看成两种流体,空间各点都有这两种流体各自不同的速度、温度和密度,这些流体其存在在同一空间并相互渗透,但各有不同的体积分数,相互间有滑移;
颗粒群与气体有相互作用,并且颗粒与颗粒之间相互作用,颗粒群紊流输运取决于与气相间的相互作用而不是颗粒间的相互作用;
各颗粒相在空间中有连续的速度、温度及体积分数分布。
怎样选择?
1. VOF模型适合于分层流动或自由表面流;Mixture和Eulerian模型适合于流动中有混合或分离,或者离散相的体积份额超过10%-12%的情况。
2.Mixture模型和Eulerian模型区别
如果离散相在计算域分布较广,采用 Mixture模型;如果离散相只集中在一部分,使用Eulerian模型;
当考虑计算域内的interphase drag laws 时,Eulerian模型通常比Mixture模型能给出更精确的结果;
从计算时间和计算精度上考虑。
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