fluent模型选择
fluent中常见的湍流模型及各自应用场合
标题：深入探讨fluent中常见的湍流模型及各自应用场合在fluent中，湍流模型是模拟复杂湍流流动的重要工具，不同的湍流模型适用于不同的流动情况。
本文将深入探讨fluent中常见的湍流模型及它们各自的应用场合，以帮助读者更深入地理解这一主题。
1. 简介湍流模型是对湍流流动进行数值模拟的数学模型，通过对湍流运动的平均值和湍流运动的涡旋进行描述，以求解湍流运动的平均流场。
在fluent中，常见的湍流模型包括k-ε模型、k-ω模型、LES模型和DNS模型。
2. k-ε模型k-ε模型是最常用的湍流模型之一，在工程领域有着广泛的应用。
它通过求解两个方程来描述湍流场，即湍流能量方程和湍流耗散率方程。
k-ε模型适用于对流动场变化较为平缓的情况，如外流场和边界层内流动。
3. k-ω模型k-ω模型是另一种常见的湍流模型，在边界层内流动和逆压力梯度流动情况下有着良好的适用性。
与k-ε模型相比，k-ω模型对于边界层的模拟更加准确，能够更好地描述壁面效应和逆压力梯度情况下的流动。
4. LES模型LES（Large Ey Simulation）模型是一种计算密集型的湍流模拟方法，适用于对湍流细节结构和湍流的大尺度结构进行同时模拟的情况。
在fluent中，LES模型通常用于对湍流尾流、湍流燃烧和湍流涡流等复杂湍流流动进行模拟。
5. DNS模型DNS（Direct Numerical Simulation）模型是一种对湍流流动进行直接数值模拟的方法，适用于小尺度湍流结构的研究。
在fluent中，DNS模型常用于对湍流的微观结构和湍流的小尺度特征进行研究，如湍流能量谱和湍流的空间分布特性等。
总结与回顾通过本文的介绍，我们可以看到不同的湍流模型在fluent中各有其适用的场合。
从k-ε模型和k-ω模型适用于工程领域的实际流动情况，到LES模型和DNS模型适用于研究湍流细节结构和小尺度特征，每种湍流模型都有其独特的优势和局限性。
fluent建模步骤
fluent建模步骤第一步：导入几何模型Fluent是一款流体力学仿真软件，首先需要导入几何模型。
用户可以使用CAD软件创建几何模型，然后将其导入Fluent中进行后续仿真分析。
导入几何模型时，需要确保模型的几何形状和尺寸正确无误。
第二步：设置边界条件在进行仿真分析之前，需要为模型设置边界条件。
边界条件指定了流体在模型各个边界处的性质，如压力、速度等。
根据具体问题的要求，设置正确的边界条件非常重要，它将直接影响到仿真结果的准确性和可靠性。
第三步：选择物理模型Fluent提供了多种物理模型供用户选择，如湍流模型、传热模型等。
根据具体问题的特点和需求，选择合适的物理模型非常重要。
在选择物理模型时，需要考虑流体的性质和流动情况，以及所关注的现象和现象的复杂程度。
第四步：网格划分网格划分是Fluent建模的关键步骤之一。
合适的网格划分可以提高仿真结果的准确性和计算效率。
在进行网格划分时，需要考虑模型的几何形状、流动特性和计算资源的限制。
网格划分应该尽可能细致，以捕捉到流体流动中的细节现象。
第五步：设置求解器选项Fluent提供了多种求解器选项，用户可以根据具体问题的复杂性和计算资源的限制选择合适的求解器。
求解器选项包括迭代收敛准则、时间步长和稳态/非稳态求解等。
正确设置求解器选项可以提高仿真计算的准确性和效率。
第六步：运行仿真计算完成以上步骤后，就可以运行仿真计算了。
Fluent会根据用户设置的边界条件、物理模型和求解器选项，对模型进行数值计算，并得到流场、温度场等仿真结果。
在运行仿真计算时，需要确保计算机具备足够的计算资源和稳定的工作环境。
第七步：分析和后处理得到仿真结果后，可以进行分析和后处理。
Fluent提供了丰富的后处理功能，用户可以对仿真结果进行可视化、数据提取和统计分析等操作。
通过分析和后处理，可以深入了解流体的流动特性、传热情况和压力分布等信息。
总结：使用Fluent进行建模时，需要按照以上步骤进行操作。
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能量方程选择
Fluent能量方程选择简介在流体力学中，能量方程是描述流体内部能量变化的重要方程之一。
Fluent是一种常用的流体力学软件，它提供了多种不同类型的能量方程模型供用户选择。
本文将介绍Fluent中可选的能量方程模型，并对其特点和适用范围进行详细解释。
能量方程模型Fluent中提供了多种能量方程模型，主要包括：1.内部能（Internal Energy）模型：该模型假设流体内部能量主要由分子内部振动、转动和电子结构等因素决定。
它适用于低速、低温和不可压缩流体问题。
2.焓（Enthalpy）模型：该模型考虑了流体的压力对内部能量的影响。
它适用于高速、高温和可压缩流体问题。
3.温度（Temperature）模型：该模型假设流体内部能量与温度成正比。
它适用于不考虑压力变化对内部能量影响的问题。
4.混合物（Mixture）模型：该模型适用于多组分混合物问题，考虑了各组分之间的相互作用和相变过程。
5.热平衡（Thermal Equilibrium）模型：该模型适用于流体与固体表面有热交换的问题，考虑了流体与固体之间的传热过程。
模型选择依据在选择Fluent能量方程模型时，需要考虑以下几个因素：1.流体性质：首先需要确定流体是可压缩还是不可压缩的，以及流体的温度范围和速度范围。
根据这些性质可以初步判断哪种能量方程模型更适用。
2.物理现象：根据具体问题中存在的物理现象，如相变、传热等，选择相应的能量方程模型。
例如，在液化天然气储罐内部温度分布问题中，需要考虑相变过程，可以选择混合物模型。
3.计算效率：不同能量方程模型对计算资源的需求不同，某些复杂模型可能会增加计算时间和内存消耗。
在实际工程计算中，需要综合考虑计算效率和精度之间的平衡。
使用示例下面以一个简单的管道流动问题为例来说明如何选择Fluent能量方程模型。
假设有一个水平直管道内流动的空气，管道内壁温度为300K，管道入口处速度为10m/s，出口处压力为1atm。
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模型几大问题你知道么
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
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中常见的湍流模型及各自应用场合
fluent中常见的湍流模型及各自应用场合湍流是流体运动中的一种复杂现象，它在自然界和工程应用中都非常常见。
为了模拟和预测湍流的行为，数学家和工程师们开发了各种湍流模型。
在Fluent中，作为一种流体动力学软件，它提供了多种常见的湍流模型，每个模型都有其自己的适用场合。
1. k-ε 模型最常见的湍流模型之一是k-ε模型。
该模型基于雷诺平均的假设，将湍流分解为宏观平均流动和湍流脉动两个部分，通过计算能量和湍动量方程来模拟湍流行为。
k-ε模型适用于边界层内和自由表面流动等具有高湍流强度的情况。
它还适用于非压缩流体和对称或旋转流动。
2. k-ω SST 模型k-ω SST模型是基于k-ε模型的改进版本。
它结合了k-ω模型和k-ε模型的优点，既能够准确地模拟边界层流动，又能够提供准确的湍流边界条件。
SST代表了"Shear Stress Transport"，意味着模型在对剪切流动的边界层进行处理时更为准确。
k-ω SST模型适用于各种湍流强度的流动，特别是在激烈湍流的边界层内。
3. Reynolds Stress 模型Reynolds Stress模型是一种基于雷诺应力张量模拟湍流的高级模型。
它考虑了流场中的各向异性和非线性效应，并通过解Reynolds应力方程来确定流场中的张应力。
由于对流场的湍流行为进行了更精确的建模，Reynolds Stress模型适用于湍流流动和涡旋流动等复杂的工程应用。
然而，由于模型的计算复杂度较高，使用该模型需要更多的计算资源。
4. Large Eddy Simulation (LES)Large Eddy Simulation是一种直接模拟湍流的方法，它通过将整个流场划分为大尺度和小尺度的涡旋来模拟湍流行为。
LES适用于高雷诺数的流动，其中小尺度涡旋的作用显著。
由于需要同时解决大尺度和小尺度涡旋的运动方程，LES计算的复杂度非常高，适用于需要高精度湍流求解的工程应用。
fluent多孔跳跃模型参数设置
fluent多孔跳跃模型参数设置摘要：1.Fluent 软件简介2.多孔跳跃模型的设置方法3.多孔介质模型的参数设置4.模型应用实例正文：一、Fluent 软件简介Fluent 是一款国际上流行的商用计算流体动力学（CFD）软件包，广泛应用于航空航天、汽车设计、石油天然气和涡轮机设计等领域。
它具有丰富的物理模型、先进的数值方法和强大的前后处理功能，在美国的市场占有率达到60%。
二、多孔跳跃模型的设置方法在Fluent 中，多孔跳跃模型的设置主要分为以下几个步骤：1.定义多孔介质包含的材料属性和多孔性。
2.设定多孔区域的固体部分的体积热生成速度（或任何其它源项，如质量、动量）（此项可选）。
3.如果合适的话，限制多孔区域的湍流粘性。
4.如果相关的话，指定旋转轴和/或区域运动。
三、多孔介质模型的参数设置在Fluent 中设置多孔介质模型时，需要考虑以下几个参数：1.空隙率：多孔介质中的空隙体积与总体积之比。
2.热导率：多孔介质中的热传导性能，单位为瓦特/(米·开尔文)。
3.密度：多孔介质中的质量密度，单位为千克/立方米。
4.比热容：多孔介质中的比热容，单位为焦耳/(千克·开尔文)。
5.粘性阻力：多孔介质中的流体阻力，单位为帕斯卡。
6.内部阻力：多孔介质中的内部阻力，单位为帕斯卡。
四、模型应用实例Fluent 中的多孔跳跃模型在许多实际应用中都取得了良好的效果，例如在航空航天、汽车设计、石油天然气和涡轮机设计等领域。
通过设置合适的多孔介质模型参数，可以更准确地模拟流体在多孔介质中的流动过程，从而为工程设计提供有力的支持。
综上所述，Fluent 中的多孔跳跃模型参数设置涉及多个方面，需要综合考虑多孔介质的材料属性、热生成速度、湍流粘性等因素。
fluent湍流模型的选择
fluent湍流模型的选择
在工程热流体流动和热传递分析中，选择一种有效的流体模型是至关重要的。
Fluent湍流模型是近些年出现的多种流体模型之一，广泛应用于航空航天、船舶、汽车等复杂设计中，可以模拟流体流动和传热过程，从而获得更准确的结果。
Fluent湍流模型的优点是它可以模拟复杂的流场，可以考虑比简单的流体模型如线性流动的参数更多，包括湍流的流量集中、对流分布、散度和湍流能量等。
由于它可以考虑更多的参数，因此可以更准确的模拟流体的运动特性，并获得更好的流体分布、温度场等，更能反映实际流体的行为。
另外，由于它可以考虑工程上的复杂性，因此可以更好的模拟真实系统中热传导以及对流流动等情况，大大提高了模拟的准确性。
总之，Fluent湍流模型具有精度高、模拟准确等优点，广泛应用于工程热流体流动与热传递分析中。
由于它考虑了更多的参数，因此可以更准确的模拟复杂的流体流动，更能反映实际流体的行为，大大提高了模拟的准确性。
fluent湍流模型的选取 -回复
fluent湍流模型的选取-回复关于湍流模型的选取，在流体力学领域中扮演着重要的角色。
湍流是流体运动过程中非线性不稳定的现象，其涉及的问题往往十分复杂。
为了研究湍流问题，工程学家和科学家们提出了许多湍流模型，其中最常用的是雷诺平均湍流模型（Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) Model）和直接数值模拟（Direct Numerical Simulation (DNS)）。
在选择合适的湍流模型时，需要考虑问题的复杂性、计算资源的可用性以及模型的准确性等方面。
首先，需要确定问题的复杂性。
如果研究的流动问题是简单的，例如具有简单几何形状和简单边界条件的流场，可以考虑使用较为简单的湍流模型。
这样可以减少计算的复杂性和计算成本，快速获得研究结果。
常见的简单湍流模型包括Spalart-Allmaras (SA) 模型和k-ε模型等。
其次，还需要考虑计算资源的可用性。
对于需要大规模计算和较长时间模拟的问题，直接数值模拟（DNS）可能不现实。
DNS是通过数值求解雷诺平均湍流方程（RANS）来模拟流动中的湍流现象，计算量非常大。
当流动问题的尺度和时间尺度非常大时，模型计算成本相当高昂。
因此，需要根据可用的计算资源和时间限制，选择合适的湍流模型进行研究。
另外，模型的准确性也是选择湍流模型的重要因素。
RANS模型是目前最常用的湍流模型之一，它基于雷诺平均假设，将流场值分解为平均值和湍流脉动值。
尽管这种模型在工程实际应用中表现良好，但它不能完全描述湍流的各种细微特征，如小尺度涡旋等。
因此，对于需要精确模拟湍流行为的问题，可以考虑使用其他更高级的湍流模型，如大涡模拟（Large Eddy Simulation，LES）和直接数值模拟（DNS）。
这些模型可以提供更为准确的湍流现象描述，但相应地计算成本也较高。
在实践中，常常需要根据研究的具体问题和条件综合考虑上述因素来选择合适的湍流模型。
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;欧拉法即为两相流模型,拉格朗日法即为离散相模型欧拉法着眼于空间的点,基本思想是考察空间一个点上的物理量及其变化;在欧拉方法中,FLUENT将不同的相被处理成互相贯穿的连续介质;各相的体积率是时间和空间的连续函数,其体积分率之等于1;欧拉法中两相流模型包括:VOFthe volumeoffluid模型,混合模型和欧拉一欧拉模型VOF模型Volume of Fluid Model混合模型Mixture Model欧拉模型Eulerian ModelVOF模型Volume of Fluid ModelVOF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;VOF模型在应用的过程中存在某些局限性:l在利用该模型进行模拟时要求所有的控制体积必须被任何一种流体相或混合相所填满,即不能存在无流体流动的区域;2只允许一相流体是可压缩的;3很难对具有混合物料和反应存在的流动进行模拟;4相间存在较大速度差时,界面的速度精度会受到很大的影响;混合模型Mixture Model混合模型Mixture Model是一种简化的两多相流模型,它使用单流体方用于模拟各相有不同速度的两多相流,但是假定了在短空间尺度上局部的,相之间的耦合很强;同时也用于模拟有强烈藕合的各向同性相流和各相以相度运动的两多相流;混合模型可以通过求解混合相的动量、连续性和能量,第二相的体积分率方程,以及相对速度的代数表达式模拟多相fluldorculate;典型的应用包括低负载的粒子负载流,沉降,旋风分离器以及气相容很低的泡状流;混合物模型也可用于没有离散相相对速度的均匀多相流;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;欧拉模型Eulerian Model欧拉一欧拉模型Euler-Euler Model是两多相流中最复杂的两多相流模型,也称为双流体模型;连续相与分散相被视为连续的一体;欧拉一欧拉模型对每一相都建立动量方程和连续性方程,通过压力和相间交换系数的藕合来计算求解;欧拉模型的应用包括气泡柱、颗粒悬浮以及流化床的模拟;有人将其成功地应用欧拉-模型模拟了鼓泡塔中两多相流的模拟及气泡聚并和破碎的影响;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;几种多相流模型的选择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;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;拉格朗日法着眼于流体的质点,基本思想是跟踪每个流体质点在流动过程中的运动全过程,记录每个质点在每一时刻、每一位置的各个物理量及变化;在拉格朗日方法中,FLUENT将主体相视为连续相,稀疏相视为离散颗粒,主体相用欧拉法,而离散相利用拉格朗日法进行粒子跟踪,这就是所谓的欧拉一拉格朗日模型;此模型中需要离散相体积含量不超过15%,离散相和主体相都有自己的压力、粘度及湍流扩散稀疏参数,并在拉格朗日坐标系中考察离散相颗粒的运动轨迹;该模型能详细地分析粒子/液滴间的作用力以及流体间复杂的作用力,避免了应用大量的经验关系,又避免了离散相数值解的扩散问题,虽然计算量庞大,但是相对欧拉模型来讲,精度要更高一些;比较了各种模型,认为离散相模型能更准确地模拟气—固两相流动,能更好的跟踪固体颗粒、气泡、液滴在连续相中运动轨迹;3.选择基本原则通常,你一旦决定了采用何种模式最能符合实际的流动,那么就可以根据以下的原则来挑选最佳的模型;对于体积率小于 10％的气泡、液滴和粒子负载流动,采用离散相模型;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,采用混合物模型或者欧拉模型;对于活塞流,采用 VOF 模型;对于分层/自由面流动,采用VOF 模型;对于气动输运,如果是均匀流动,则采用混合物模型；如果是粒子流,则采用欧拉模型;对于流化床,采用欧拉模型模拟粒子流;对于泥浆流和水力输运,采用混合物模型或欧拉模型;对于沉降,采用欧拉模型;对于更加一般的,同时包含若干种多相流模式的情况,应根据最感兴趣的流动特征,选择合适的流动模型;此时由于模型只是对部分流动特征做了较好模拟,其精度必然低于只包含单个模式的流动;Fluent软件中对喷雾这类气液两相流问题的模拟主要采用其自带的离散相模型DPM——Discrete Phase Model;此模型是以欧拉—拉格朗日方法为基础建立的;它把流体作为连续介质,在欧拉坐标系内加以描述,对此连续相求解输送方程,而把雾滴颗粒群作为离散体系,通过积分拉氏坐标系下的颗粒作用力微分方程来求解离散相颗粒的轨道,可以计算出这些颗粒的轨道以及由颗粒引起的热量/质量传递;同时,在计算中,相间耦合以及耦合结果对离散相轨道、连续相流动的影响均可考虑进去;当计算颗粒的轨道时,Fluent跟踪计算颗粒沿轨道的热量、质量、动量的得到与损失,这些物理量可作用于随后的连续相的计算中去;于是,在连续相影响离散相的同时,用户也可以考虑离散相对连续相的作用;交替求解离散相与连续相的控制方程,直到二者均收敛二者计算解不再变化为止,这样,就实现了双向耦合计算;在采用FLUENT中的离散相模型时,需要定义每个粒子尺寸以及温度;这些初始条件以及有关离散相物理性质的输入量/质量计算的必要条件;轨迹以及热量/质量传递的计算是粒子的对流或辐射传热、质量传递以及粒子在流场运动时的;而预测所得的轨迹以及相关的质量、热量传递可以通过1稳态问题建立及求解程序纲要建立和求解稳态离散相问题的一般程序如下所示:l求解连续相流动;2生成离散相的入射;3根据需要选择是否连续相与离散相关联求解;4用画图或者提取数据来跟踪离散相入射;2非稳态问题建立及求解程序纲要建立和求解非稳态离散相问题的一般程序如下所示:l生成离散相入射;2初始化流场;3取合适的时间步长数目进行求解;随着求解的进行,粒子的位置将会被更新;利用Fluent自带的空气雾化喷嘴模型预测雾化颗粒的颗粒行为;首先假设不带颗粒的空气为连续相,对其进行单相模拟;之后,假设雾化喷嘴喷出的甲烷颗粒为离散相,进行了气液两相耦合模拟;单相稳态模拟的基础上打开DPM模型Discrete Phase Model 加入离散相——甲烷雾滴进行两相耦合模拟,重点介绍了DPM中参数的设定;1 打开DPM模型利用Define/Models/Discrete Phase Model打开DPM,本文截取了Discrete Phase Model 设置面板的一部分,对其中参数的设定进行详细的分析,如图1所示;图1 Discrete Phase Model面板当模拟两相耦合过程时,用户应该首先计算得到收敛或部分收敛的连续相流场,然后再创建喷射源进行耦合计算;在每一轮离散相的计算,FLUENT 计算颗粒/液滴轨迹并且更新每一个流体计算单元内的相间动量、热量以及质量交换项;然后,这些交换项就会作用到随后的连续相的计算;耦合计算时FLUENT 在连续相迭代计算的过程中,按照一定的迭代步数间隔来计算离散相迭代;直到连续相的流场计算结果不再随着迭代步数加大而发生变化即,达到了所有的收敛标准,耦合计算才会停止;当达到收敛时,离散相的轨迹也不再发生变化若离散相轨迹发生变化将会导致连续相流场的变化;耦合计算的设定步骤如下：1. 计算连续相流场；2. 在Discrete Phase Model panel 面板中,激活Interaction with Continuous Phase 选项；3. 在Number Of Continuous Phase Iterations Per DPM Iteration 文本框中设定颗粒轨迹的计算频率即连续相迭代多少步,就进行一轮离散相的计算;若用户设定此参数为5,即意味着在连续相进行了五步迭代之后,就开始离散相的迭代计算;两个离散相计算中间应该间隔多少连续相的迭代步,要视用户问题的物理意义而定;需要注意的是,若此参数设定为0,那么FLUENT 将不进行离散相的计算;另外,图1中绿色圈的2个参数是最大计算步数Max. Number Of Steps和积分尺度Length Scale;最大计算步数Max. Number Of Steps是用积分方程1,2 求解颗粒轨道时,允许的最大时间步数;当某个颗粒轨道计算达到此时间步数时,FLUENT 就自动中止了此颗粒的轨道计算,输出时,此颗粒被标记为“incomplete”;对最大时间步数的规定消除了对某些在流场中不停循环的颗粒的无休止的计算;但是,对于缺省的500 步的最大时间步数,很多问题的计算都不止这么多;这种情况下,当颗粒信息在输出时被标记未完成,而实际颗粒并不是在流场中无休止的打转,那么,用户可以增加最大时间步数注值得注意的是：设定上述各个参数的一个简便方法是,若用户希望颗粒穿越长度为D的计算域,那么用长度标尺乘以最大积分时间步数,其结果应该大致等于D,即等于所设定的Number Of Continuous Phase Iterations Per DPM Iteration的值;2 创建injection通过Define/injection/create进入创建injection面板,如下图所示：在Injection Type中选择射流源类型,本文选定空气雾化喷嘴air-blast-atomizer;在Particle Type中选择颗粒类型,本文选择Droplet液滴是一种存在于连续相气流中的液体颗粒;它服从力的平衡并受到加热／冷却的影响由定律1 确定;此外,他还由定律2 和3 确定自身的蒸发与沸腾请参阅User’s Guide中的19.3.4;只有传热选项被激活并且至少两种化学组份在计算中是被激活的,或者已经选择了非预混燃烧或部分预混燃烧模型,液滴类型才是可选的;当选择了液滴类型之后,用户应该使用理想气体定律来定义气相密度在空气辅助雾化模型里,用户应直接设定液膜厚度,如图3所示;在Point Properties 面板上,设定喷口处液膜的内外半径,即液膜的厚度;另外,用户还必须设定液膜与空气间的最大相对速度差和喷射角度,如图4所示;液膜离开喷口之后,它的初始轨道沿着设定的喷射角;注意：如果初始液膜的轨道指向中心线,那么,喷射角度为负值;3 离散相边界条件的设定在Discrete Phase Model Conditions 属性框下的Boundary Cond. Type 下拉框中选择reflect,trap,或escape 边界条件在面板中,需要点击DPM 才能激活Discrete Phase Model conditions;如图5所示;FLUENT 中的离散相缺省边界条件为：1.壁面wall、对称面symmetry、轴对称的轴线axis均为``reflect''边界条件,且恢复系数均为；2.所有的流动类型边界压力入口-pressure inlets、速度入口-velocity inlets、压力出口-pressure outlets 等,均为``escape''边界条件；3.所有的内部区域边界辐射体- radiator、多孔介质间断面- porous jump均为边界条件；4.有对壁面边界wall才可以修改恢复系数;注意：在Boundary Conditions 面板打开的面板中可以设定离散相边界条件;当设定完一个以上的喷射源之后,离散相边界条件的输入项就会出现在相应的面板中;4 模拟结果及后处理颗粒轨道的输出时,颗粒的可能的结果如下：1．Escaped：逃逸意味着颗粒在已经设定了逃逸边界条件的流动边界终止了轨迹的计算; 2．Incomplete：未完成：意味着颗粒轨迹的计算时间步长已经达到设定的最大步数在Discrete Phase Model panel 面板中的Max. Number Of Steps 文本框中设定, 3．Trapped：捕获：意味着颗粒在已经设定了捕集边界条件的流动边界终止了轨迹的计算;4．Evaporated：蒸发：意味着颗粒在计算域中被完全蒸发掉了;5． Aborted：忽略：意味着颗粒由于舍入误差原因而不能进行计算;用户可以修改长度标尺或设定不同的初始条件来重新计算颗粒轨迹;需要注意的是,除了用连续相的变量值来着色颗粒轨迹外,也可以使用离散相的各种变量值来进行着色;这些变量值包括：颗粒已停留时间、颗粒速度、颗粒直径、颗粒密度、颗粒质量、颗粒温度、颗粒所使用的定律、颗粒积分时间步长、颗粒雷诺数;在Color By 类目框下的Particle Variables...下拉框中列出了所有可选的着色颗粒变量;为了显示计算域内的最大/最小值,可以点击Update Min/Max 按钮更新;—————————————————————DPM 模型的基本操作和注意事项1 DPM 模型概述DPM 模型可以用来模拟流场中的离散相,它的特点是使用方便,模拟思路清晰,计算中可以对颗粒运动轨迹进行跟踪,结果直观；其缺点是,计算结果无法得到离散相各种场图,为结果分析造成很大不便;FLUENT 提供了如下的离散相模型选项：1. 使用Lagrangian 坐标下的公式计算颗粒的轨迹;这些公式涉及了稳态及非稳态条件下离散相的惯性力、曳力和重力;2. 连续相中的漩涡对于离散相扩散产生的扰动进行预测;3. 离散相的加热与冷却;4. 液滴的蒸发和沸腾;5. 提供对颗粒燃烧的模拟,可以通过对挥发份析出和焦炭燃烧来模拟煤粉的燃烧;6. 可以选择是否进行连续相与离散相的耦合计算;7. 液滴的破碎与合并;这些模型时的FLUENT 可以用来对许多种离散相的问题进行模拟,包括颗粒的分离与分级,喷雾干燥,烟雾的扩散,液体中气泡的搅浑,液体燃料和煤的燃烧;当需要在FLUENT 的模型中加入离散相时,可以通过定义颗粒的初始位置、速度、粒径、温度等参数实现,具体的操作过程在“Discrete Phase Model”面板中完成;以上的参数再加上颗粒的物理属性,就可以作为计算颗粒轨迹和颗粒热、质传递的初始化条件; 下面就使用DPM 模型的基本步骤归纳如下：对于稳态问题,可采用以下步骤求解：1. 求解连续相流动；2. 添加离散相；3. 如果需要的话可以求解耦合流动；4. 对计算结果进行后处理对于非稳态问题,可通过以下步骤求解；1. 添加离散相；2. 初始化流场；3. 设定时间步长;对于非耦合问题,FLUENT 会在每个时间步长的最后更新离散相的位置；对于耦合问题,在每次相间耦合计算中离散相的位置都回更新;2 应用DPM 模型需要注意的一些问题在Fluent 中应用DPM 模型进行计算时,需要注意DPM 模型忽略了两相流中颗粒之间的相互作用,以及颗粒相对连续相流动产生的影响;这就决定了两相流中颗粒相的体积分数不能太高,通常情况下这一体积分数要小于10%～20%;但是,这并不意味着在应用DPM 模型时颗粒相的质量分数也要小于10%～20%,实际上,我们可以使用DPM 模型来模拟离散相质量分数等于或超过连续相质量分数的流动;1如果颗粒是以喷射的形式进入连续相的,而且流场中有明确的入口和出口,这种情况下可以使用稳态的DPM 模型来计算；2如果颗粒相在连续相中处于一种无限期的悬浮状态,这种情况下稳态的Lagrangian 模型就不再适用了,对于这样的工况可以考虑使用非稳态的DPM 模型来进行求解;换句话说,对于搅拌器、混和器、流化床这一类容器如果应用DPM 模型来模拟其流场,应该在非稳态的前提下进行;一旦应用DPM 模型来对流动进行模拟后,Fluent 中的某些功能将不能再被使用;具体如下：1. 周期性的边界条件；2. 可调的时间步长；3. 使用非预混燃烧模型时,颗粒不能参加反应；4. 当使用动网格或变形网格时,颗粒喷射的表面便不能随网格一起运动；5. 如果使用了复合参考系,在参考系下颗粒轨道失去了原有的意义,同理,相间耦合计算也失去了意义;解决这个问题的方法就是采用绝对速度来对颗粒进行跟踪而不是采用相对速度,这一方法可以通过在文本窗口输入以下命令实现：define/models/dpm/tracking/track-inabsolute-frame;需要注意的是,计算结果会与符合参考系下壁面的位置有很大关系;颗粒的跟踪是在哪个参考坐标系下进行的,颗粒的入射速度就要在哪个参考坐标系下定义的;默认情况下,颗粒速度是基于当地坐标系定义的,如果你激活了track-in-absolute-frame方法如前所述,颗粒速度就基于绝对坐标系来定义; 3．DPM 模型的傻瓜用法所谓的傻瓜用法,就是不用考虑细节,甚至不必知道模型设置面板中每一项的意义所在,而只给出相应参数的设定来进行求解;我们不提倡这样的做法,但这也确实是能让新手尽快上路的好办法,当然,有可能计算的结果不准确,但对于简单的流场来讲,应该还可以接受,对于稍复杂的情况,即便是老手,也不敢保证一次建模、一次计算就能得到满意的结果,所以,慢慢调试吧对于稳态的工况,为了确保计算结果的收敛,可以暂时先不在流场中添加离散相,而仅仅进行连续相的迭代,一直迭代到连续相收敛再加入离散相;当然,也可在计算得到收敛趋势时加入离散相;本节只讨论DPM 模型面板的设定; 下面说明傻瓜用法的操作步骤：1. 通过Define→Models→Discrete Phase 来打开DPM 模型的控制面板,2. 选中interaction with Continuous Phase；3. 将Number of Continuous Phase Iterations per DPM Iteration 置为20；4. 选中Specify Length Scale,将Length Scale 置为,注意Length Scale 后面的单位是m；5. 粗略估计颗粒的行程,然后用该行程除以Length Scale,得到的值就是Max. Number Of Steps 要输入的值;实际上,Length Scale 与Of Steps 的乘积即为跟踪颗粒轨迹的最大长度,如果你想观察颗粒在整个流场中的流动,那么这个乘积的值就要大于颗粒的轨迹长度,所以此时可以适当地扩大Max. Number Of Steps 的值;6. 点击面板下方的injections,弹出Injections 面板,再点击Create,弹出Set Injection Properties 面板,在此面板中设定颗粒的属性;7. 在Point Properties 下输入颗粒的各种参数；8. 在Turbulent Dispersion 下激活Stochastic Tracking 选项,将Number of Tries 改成10;至此,DPM 模型的基本设定就全部结束了;接下来的任务就是针对自己模型的特点,有针对性的到帮助文件中去寻找解决问题的方法;_______________________________我们先看看燃烧中的组分输运和有反应流动该如何处理;这是燃烧问题中很重要的一部分,前人发展了很多模型来处理不同的具体问题：a 通用有限速度模型该方法基于组分质量分数的输运方程,采用你所定义的化学反应机制,对化学反应进行模拟;反应速度在这种方法中是以源项的形式出现在组分输运方程中的,计算反应速度有几种方法：从Arrhenius 速度表达式计算,从Magnussen 和Hjertager 的漩涡耗散模型计算或者从EDC 模型计算;b 非预混燃烧模型在这种方法中,并不是解每一个组分输运方程,而是解一个或两个守恒标量混和分数的输运方程,然后从预测的混合分数分布推导出每一个组分的浓度;该方法主要用于模拟湍流扩散火焰;在守恒标量方法中,通过概率密度函数或者PDF 来考虑湍流的影响;c 预混和燃烧模型这一方法主要用于完全预混合的燃烧系统;在这些问题中,完全的混合反应物和燃烧产物被火焰前缘分开;我们解出反应发展变量来预测前缘的位置;湍流的影响是通过考虑湍流火焰速度来计算得出的;d 部分预混和燃烧模型顾名思义,部分预混和燃烧模型就是用于描述非预混和燃烧和完全预混和燃烧结合的系统;在这种方法中,我们解出混合分数方程和反应发展变量来分别确定组分浓度和火焰前缘位置;模型选取的大致方针如下：1通用有限速度模型主要用于：化学组分混合、输运和反应的问题；壁面或者粒子表面反应的问题如化学蒸汽沉积;2 非预混燃烧模型主要用于：包括湍流扩散火焰的反应系统,这个系统接近化学平衡,其中的氧化物和燃料以两个或者三个流道分别流入所要计算的区域;3 预混燃烧模型主要用于单一、完全预混和反应物流动;。
fluent中vof、欧拉模型、混合模型、离散模型区别使用范围
VOF公式依靠的是两种或多种流体（或相）没有互相穿插（interpenetrating ）这一事实。
对你增加到模型里的每一附加相，就引进一个变量：即计算单元里的相的容积比率（the volume fraction of the phase ）。
在每个控制容积内，所有相的volume fraction 的和为1。
所有变量及其属性的区域被各相共享并且代表了容积平均值（volume-averaged values ）,只要每一相的容积比率在每一位置是可知的。
这样，在任何给定单元内的变量及其属性或者纯粹代表了一相，或者代表了相的混合，这取决于容积比率值。
换句话说，在单元中，如果第q 相流体的容积比率记为q α，那么下面的三个条件是可能的：★0=q α：第q 相流体在单元中是空的。
★1=q α：第q 相流体在单元中是充满的。
★10<<q α：单元中包含了第q 相流体和一相或者其它多相流体的界面。
基于q α的局部值，适当的属性和变量在一定范围内分配给每一控制容积混合模型（Mixture Model ）与VOF 模型一样，混合模型使用单流体方法。
它有两方面不同于VOF 模型：1． 混合模型允许相之间互相贯穿（interpenetrating ）。
所以对一个控制容积的体积分数p q and αα可以是0和1之间的任意值，取决于相q 和相p 所占有的空间。
2． 混合模型使用了滑流速度的概念，允许相以不同的速度运动。
（注，相也可以假定以相同的速度运动，混合模型就简化为均匀多相流模型）。
混合模型求解混合相的连续性方程，混合的动量方程，混合的能量方程，第二相的体积分数方程，还有相对速度的代数表达（如果相以以不同的速度运动）欧拉模型（Eulerian Model ）单相模型中，只求解一套动量和连续性的守恒方程，为了实现从单相模型到多相模型的改变，必须引入附加的守恒方程。
在引入附加的守恒方程的过程中，必须修改原始的设置。
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。
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The Spalart-Allmaras模型
对于解决动力漩涡粘性，Spalart-Allmaras 模型是相对简单的方程。
它包含了一组新的方程，在这些方程里不必要去计算和剪应力层厚度相关的长度尺度。
Spalart-Allmaras 模型是设计用于航空领域的，主要是墙壁束缚流动，而且已经显示出和好的效果。
在透平机械中的应用也愈加广泛。
在原始形式中Spalart-Allmaras 模型对于低雷诺数模型是十分有效的，要求边界层中粘性影响的区域被适当的解决。
在FLUENT中，Spalart-Allmaras 模型用在网格划分的不是很好时。
这将是最好的选择，当精确的计算在湍流中并不是十分需要时。
再有，在模型中近壁的变量梯度比在k-e模型和k-ω模型中的要小的多。
这也许可以使模型对于数值的误差变得不敏感。
需要注意的是Spalart-Allmaras 模型是一种新出现的模型，现在不能断定它适用于所有的复杂的工程流体。
例如，不能依靠它去预测均匀衰退，各向同性湍流。
还有要注意的是,单方程的模型经常因为对长度的不敏感而受到批评，例如当流动墙壁束缚变为自由剪切流。
在气体动力学中，对于有固壁边界的流动，利用Spalart-Allmaras模型计算边界层内的流动以及压力梯度较大的流动都可得到较好的结果。
标准k-e模型
最简单的完整湍流模型是两个方程的模型，要解两个变量，速度和长度尺度。
在FLUENT中，标准k-e模型自从被Launder and Spalding提出之后，就变成工程流场计算中主要的工具了。
适用范围广、经济，有合理的精度，这就是为什么它在工业流场和热交换模拟中有如此广泛的应用了。
它是个半经验的公式，是从实验现象中总结出来的。
由于人们已经知道了k-e模型适用的范围，因此人们对它加以改造，出现了RNG k-e模型和带旋流修正k-e模型。
k-ε模型中的K和ε物理意义：k是紊流脉动动能（J），ε是紊流脉动动能的耗散率（%）；k越大表明湍流脉动长度和时间尺度越大，ε越大意味着湍流脉动长度和时间尺度越小，它们是两个量制约着湍流脉动。
RNG k-e模型
RNG k-e模型来源于严格的统计技术。
它和标准k-e模型很相似，但是有以下改进：•RNG模型在e方程中加了一个条件，有效的改善了精度。
•考虑到了湍流漩涡，提高了在这方面的精度。
•RNG理论为湍流Prandtl数提供了一个解析公式，然而标准k-e模型使用的是用户提供的常数。
•然而标准k-e模型是一种高雷诺数的模型，RNG理论提供了一个考虑低雷诺数流动粘性的解析公式。
这些公式的效用依靠正确的对待近壁区域
这些特点使得RNG k-e模型比标准k-e模型在更广泛的流动中有更高的可信度和精度。
带旋流修正的k-e模型
带旋流修正的k-e模型是近期才出现的，比起标准k-e模型来有两个主要的不同点。
•带旋流修正的k-e模型为湍流粘性增加了一个公式。
•为耗散率增加了新的传输方程，这个方程来源于一个为层流速度波动而作的精确方程。
术语“realizable”，意味着模型要确保在雷诺压力中要有数学约束，湍流的连续性。
带旋流修正的k-e模型直接的好处是对于平板和圆柱射流的发散比率的更精确的预测。
而且它对于旋转流动、强逆压梯度的边界层流动、流动分离和二次流有很好的表现。
带旋流修正的k-e 模型和RNG k-e模型都显现出比标准k-e模型在强流线弯曲、漩涡和旋转有更好的表现。
由于带旋流修正的k-e模型是新出现的模型，所以现在还没有确凿的证据表明它比RNG k-e模
型有更好的表现。
但是最初的研究表明带旋流修正的k-e模型在所有k-e模型中流动分离和复杂二次流有很好的作用。
带旋流修正的k-e模型的一个不足是在主要计算旋转和静态流动区域时不能提供自然的湍流粘度。
这是因为带旋流修正的k-e模型在定义湍流粘度时考虑了平均旋度的影响。
这种额外的旋转影响已经在单一旋转参考系中得到证实，而且表现要好于标准k-e模型。
由于这些修改，把它应用于多重参考系统中需要注意。
标准k-ω模型
标准k-ω模型是基于Wilcox k-ω模型，它是为考虑低雷诺数、可压缩性和剪切流传播而修改的。
Wilcox k-ω模型预测了自由剪切流传播速率，像尾流、混合流动、平板绕流、圆柱绕流和放射状喷射，因而可以应用于墙壁束缚流动和自由剪切流动。
标准k-e模型的一个变形是SST k-ω模型，它在FLUENT中也是可用的，将在10.2.9中介绍它。
剪切压力传输（SST）k-ω模型
SST k-ω模型由Menter发展，以便使得在广泛的领域中可以独立于k-e模型，使得在近壁自由流中k-ω模型有广泛的应用范围和精度。
为了达到此目的，k-e模型变成了k-ω公式。
SST k-ω模型和标准k-ω模型相似，但有以下改进：
•SST k-ω模型和k-e模型的变形增长于混合功能和双模型加在一起。
混合功能是为近壁区域设计的，这个区域对标准k-ω模型有效，还有自由表面，这对k-e模型的变形有效。
•SST k-ω模型合并了来源于ω方程中的交叉扩散。
•湍流粘度考虑到了湍流剪应力的传波。
•模型常量不同。
这些改进使得SST k-ω模型比标准k-ω模型在在广泛的流动领域中有更高的精度和可信度。
雷诺压力模型（RSM）
在FLUENT中RSM是最精细制作的模型。
放弃等方性边界速度假设，RSM使得雷诺平均N-S 方程封闭，解决了关于方程中的雷诺压力，还有耗散速率。
这意味这在二维流动中加入了四个方程，而在三维流动中加入了七个方程。
由于RSM比单方程和双方程模型更加严格的考虑了流线型弯曲、漩涡、旋转和张力快速变化，它对于复杂流动有更高的精度预测的潜力。
但是这种预测仅仅限于与雷诺压力有关的方程。
压力张力和耗散速率被认为是使RSM模型预测精度降低的主要因素。
RSM模型并不总是因为比简单模型好而花费更多的计算机资源。
但是要考虑雷诺压力的各向异性时，必须用RSM模型。
例如飓风流动、燃烧室高速旋转流、管道中二次流。
计算成效：cpu时间和解决方案
从计算的角度看Spalart-Allmaras模型在FLUENT中是最经济的湍流模型，虽然只有一种方程可以解。
由于要解额外的方程，标准k-e模型比Spalart-Allmaras模型耗费更多的计算机资源。
带旋流修正的k-e模型比标准k-e模型稍微多一点。
由于控制方程中额外的功能和非线性，RNGk-e模型比标准k-e模型多消耗10～15%的CPU时间。
就像k-e模型，k-ω模型也是两个方程的模型，所以计算时间相同。
比较一下k-e模型和k-ω模型，RSM模型因为考虑了雷诺压力而需要更多的CPU时间。
然而高效的程序大大的节约了CPU时间。
RSM模型比k-e模型和k-ω模型要多耗费50～60%的CPU时间，还有15～20%的内存。
除了时间，湍流模型的选择也影响FLUENT的计算。
比如标准k-e模型是专为轻微的扩散设计的，然而RNG k-e模型是为高张力引起的湍流粘度降低而设计的。
这就是RNG模型的缺
点。
同样的，RSM模型需要比k-e模型和k-ω模型更多的时间因为它要联合雷诺压力和层流。
【FLUENT】
FLUENT 中courant number是在耦合求解的时候才出现的。
正确的调整，可以更好地加速收敛和解的增强稳定性。
courant number 实际上是指时间步长和空间步长的相对关系，系统自动减小courant 数，这种情况一般出现在存在尖锐外形的计算域，当局部的流速过大或者压差过大时出错，把局部的网格加密再试一下。
在fluent 中，用courant number 来调节计算的稳定性与收敛性。
一般来说，随着courantnumber 的从小到大的变化，收敛速度逐渐加快，但是稳定性逐渐降低。
所以具体的问题，在计算的过程中，最好是把Courant number 从小开始设置，看看迭代残差的收敛情况，如果收敛速度较慢而且比较稳定的话，可以适当的增加courant number 的大小，根据自己具体的问题，找出一个比较合适的courant number，让收敛速度能够足够的快，而且能够保持它的稳定性。