fluent油水两相流动数值模拟
两相流-孔口自由流出
孔口自由出流的数值模拟本案列主要是对孔口射流过程进行数值模拟。
如图所示，左右两侧是两个高150mm宽100mm的二维方腔，中间通过一根细管道相连。
初始时刻左边有130mm高的水，右侧方腔为空气，水在自身重力下通过细管右侧方腔。
空气空气水通过模拟，可以得到整个流动过程的速度场、压力场和气液相图。
FLUENT求解计算设置1.启动FLUENT-2D（1）双击桌面上的FLUENT 19.2图标，进入启动界面。
（2）选中Dimension中的2D单选按钮，选中Display options 下的3个复选框。
（3）其他保持默认设置，单击OK按钮进入FLUENT19.2主界面。
2.读取并检查网格（1）执行File→read→mesh命令，读入freedom_flow.mesh二维网格文件3.设置求解器参数（1）选择项目树setup→general选项，在出现的General面板中进行参数设定（2）在general面板中设置重力加速度。
（3）选择项目树setup→models选项，对求解模型进行设置。
选择湍流模型（viscous）,选择Laminar（4）在湍流模型（viscous→model）下选择K-з湍流模型(1)设置两相流参数，打开两相流计算模型，双击Multiphase-off选项，打开Multiphasemodel对话框，选择volume of fluid ;在Body Force Formulation勾选Implicit Body Force ,在Number of phase 设置为2。
4. 定义材料参数：setup→Materials→fluid在弹出界面中选择fluent database 下拉选择water-liquid(H2O<l>);(2) 设置两相属性：setup→model→Multiphase→phase选项(3) 设置第一相为空气，第二相为水：在phase列表phase-1-primary phase 中的material 选择air，在phase name输入air,以相同的方式设置phase-2-Sencondary为water-liquid(4) 定义水和空间的表面张力：Models→Multiphase→phase interaction在弹出的界面中单击surface intension中输入0.075.5.设置边界条件：setup→Boundary condition ,定义inlet为压力进口（pressure inlet）（1）在momentum 选项卡的specification Method 对K-з的湍动能和耗散系数进行设置，均设为0.01.（2）在boundary conditions面板中的phase下拉中选择water选项，设置其Volume fraction 为0，表明进口位置水的体积分数为0。
基于Fluent的水气两相流的数值模拟
而 在 上 部 增 加 幅 度 较 大 。 每 个 断 面 掺 气 浓 度 变 化 特 性 是 自渠 底 向 水 面 逐 渐
增加 。 ３ ． ２流 速 分 布
气 使 气 体 边 界 对 水 流 速 度 的 影 响 深 入
到 了水 流 内部 。
３ － ３紊 动 能
定 额 管 理 的用 水 管 理 模 式 按 照用 途
实行定额管理 ， 推行科 学计量 、 按 量 收
费管理 ． 通过计量 收费 ． 提 高 群 众 节 水
自觉 性 同时 ． 以县 为 单 位 逐 步 建 立 农 业灌溉监测 系统 ． 加 强农业用 水监控 ．
费． 改变灌溉设施有 人用 、 无 人 管 和 大 水 漫 灌 的 浇地 方 式 。 引导 农 民群 众 参 与 灌溉 工程 的建 设 与 管理 ． 积 极 组 建农 民 用水 户 协 会 ， 实 行 自主 管 理 、 科学用水 、 计量 收 费 ． 确 保灌 溉 工 程 良性 运行 。口
１ 一 下游 ６ ｍ． ２ － 下游 ９ ｍ．
不 同 断 面 的分 布 图
１ 一 下游 ６ ｍ． ２ － 下游 ９ ｍ．
３一 下游 １ ３ ｍ． ４一 下游 １ ５ ｍ
一
４ ． 结 论
３一 下游 １ ３ ｍ． ４一 下游 １ ５ ｍ
是本文 采用 Ｆ １ ｕ ｅ ｎ ｔ 软 件 中 的 紊
参股 、 市 场运作 、 社 会 融 资 等 多 渠 道 筹 集 资 金 开 发 建 设 集 镇 供 水 企 业 。 鼓 励 发展 农 村 民营 水 利 ．引 导 群 众 自主 解 决 零 散 村 庄 的 饮 水 不 安 全 问题 ．真 正 形 成 互 利 多 赢 的 局 面 。 口
模拟方法1——(一维油水两相流数值模拟)
KK rw KK ro 令：λw = ；λo = ；λ = λo + λw uw uo
∂ ∂P λ ⋅ + qv = 0 ∂x ∂x
λn 1
i+ 2
(4)
n +1 n +1 n +1 n +1 Pi + P P − P − 1 i i −1 − λn 1 i i− ∆xi ∆xi 2 + qvi = 0 ∆xi
(5)
China University of Geosciences, Beijing
9
三、差分方程组的建立
i=1为水注入处， 为水注入处，i=n为油或油水产出处（ 为油或油水产出处（第一个和第n个网格有源汇相， 个网格有源汇相，其余 没有） 没有）
1 2 …… i-1 i i+1 …… n-1 n
i-1/2 i+1/2
分三种情况讨论： 分三种情况讨论： （1）第2个至第n-1个网格： 网格：无注入、 无注入、也无产出： 也无产出：qv=0
n +1 n +1 n n +1 n +1 λn 1 ( Pi + − P ) − λ ( P − P 1 i 1 i i −1 ) = 0 i+ 2 i− 2
Reservoir Simulation
一维油藏数值模拟方法
刘鹏程
China University of Geosciences, Beijing
1
第一节 一维两相水驱油的数值模拟方法
特点： 特点：1、系数矩阵均为三对角 2、油水两相简单处理 川东大池干气藏， 川东大池干气藏，长20km，宽<2km，隐蔽油气藏
i=1 i=2
海上平台用开排沉箱内油水两相流动分布数值模拟
第 ４ 期
石
油
化
工
设
备
Ｖｏ １ ． ４６ Ｎｏ ． ４
２ ０ １ ７年 ７月
ＰＥ ＴＲＯ ＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＬ ＥＱＵＩ ＰＭＥＮＴ
Hale Waihona Puke Ｊ ｕ ｌ ｙ ２ ０ １ ７
文 章 编 号 ：１ ０ ０ ０ ７ ４ ６ ６ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ４ ０ ０ ２ ３ — ０ ５
Ｏｐ ｅ ｎ Ｄｒ ａ ｉ ｎａ ｇ ｅ Ｃａ ｉ ｓ ｓ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ Ｏｆ ｆ ｓ ｈ ｏ ｒ ｅ Ｐｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ
ＺＨＡＮＧ Ｄｉ ，ＧＡＯ Ｈｕ ａ，ＴＡＮ Ｘｉ ｎ — ｙ ｕ ｅ
（ Ｏｆ ｆ ｓ ｈ ｏ ｒ ｅ Ｏｉ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃｏ ．Ｌｔ ｄ ． ，Ｔｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ ４ ５ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
离的漩 涡 ， 需要 合理 选择 斜板 间距 ； 在斜 板 与筒体 的 夹 角区速度很 小 ， 称 为静 态 区 ， 可 以 延 长 油 水 停 留时 间 ， 改善 分 离效率 。
关 键 词 ： 开排沉 箱 ；海上平 台 ；油 水两相 ；数值模拟
中图分类 号 ：Ｔ Ｑ ０ ５ ０ ． ２ ；Ｔ Ｅ ９ ６ ９
ｃ ｏ ｎｄ ｕｃ ｉ ｖ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｏｆ ｏ ｉ ｌ ａ ｎｄ ｗａ ｔ ｅ ｒ ．Ｉ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍｐ ｏｒ ｔ ａ ｎｔ ｔ ｏ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｔ ｈｅ ｉ ｎ ｃ ｌ ｉ ｎｅ ｄ ｐ ｌ ａ ｔ ｅ ｓ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎａ ｂｌ ｙ． Ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｓ ｐａ ｃ ｅ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｉ ｎ ｃ ｌ ｉ ｎ ｅ ｄ ｐ ｌ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ ｃ ｙ ｌ ｉ ｎ ｄｅ ｒ ，ｔ ｈｅ ｖｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ｉ ｓ ｖｅ ｒ ｙ ｓ ｍａ ｌ ｌ ，ｉ ｔ ｉ ｓ ｃ ａ ｌ ｌ ｅ ｄ ｔ ｈｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｚ ｏ ｎｅ，ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｎ ｐｒ ｏ ｌ ｏｎ ｇ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｔ ｅ ｎｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｉ ｍｅ ｏｆ ｏ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ ｗａ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｉ ｍ ｐｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｐ ａ — ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｙ ．
fluent油水两相流动数值模拟
fluent油⽔两相流动数值模拟Fluent油⽔两相流弯管流动模拟⼀、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，截取了图所⽰的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%。
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.选择圆⾯，保持Move被选中，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，如图所⽰。
4.在Create Real Cylinder⾯板的Height栏输⼊5，在Radius1栏输⼊0.3，选择Axis Location 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。
然后选中沿x轴的直管段，在x栏输⼊-5，在y栏输⼊-1.8，最后的模型如图所⽰。
7.将3个体合并成⼀个，弹出Unite Real Volumes⾯板，选中⽣成的3个体，视图窗⼝如图所⽰。
三、⽹格划分1.打开Create Boundary Layer⾯板，在Edges黄⾊输⼊栏中选取线3。
选中1:1的边界层⽣成⽅式，并设置第⼀个点距壁⾯距离为0.001m，递增⽐例因⼦为1.2，边界层为4层。
绘制完边界层⽹格，如图所⽰。
2.打开Mesh Faces⾯板，运⽤Quad单元与Pave⽅法对该圆⾯进⾏划分，在Interval size栏输⼊0.05，⽣成的⾯⽹格如图所⽰。
Fluent多相流模型模拟水油混合物T型管流动模拟
Fluent多相流模型模拟-水油混合物T型管流动模拟一、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。
打开后，初始界面如下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，点击Apply，结果如右下图再输入0.5和5，生成右下图3、下移竖直方向的矩形面，得到T型几何流道移动结果如下修剪内部，将生成的一个矩形面合为一面结果如下三、网格划分1、单击mesh→faces→mesh faces，选择faces 2面，网格间隔大小0.052、设置入口in，出口out，其余wall定义out-2其余线段定义为wall3、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OK4、设置多相multiphase，混合相mixture点mixture混合相5、选择k-e湍流模型6、定义材料属性先Copy water-liquid再copy fue lliquid，添加进去7、设置第一相oil8、设置第二相water9、设置operating conditions作业条件将Y方向的加速度改为-9.8110、定义边界条件10.1、设置in的边界条件先设置mixture phase，momentum动量→specification method湍流定义方法→intensity and hydraulic diameter强度和水力直径→再设置water phasevolume fraction体积分数设为0.210.2、设置out的边界11、solve -solution保持默认值，点OK12、initialize13、Residual残留的勾选plot，其他默认14、Interate迭代结果如下15、Display→contours外形轮廓选择压强得到混合流体的压强分布图，结果如下选择速度得到混合流体的速度分布图，结果如下16、显示vectors矢量图→velocity速度结果如下17、保存为cas文件18、该模型也可用Eulerian模型来进行多相流计算。
fluent中的vof算法
fluent中的vof算法VOF（Volume of Fluid）算法是一种常用的多相流模拟方法，用于模拟液体和气体等不同相的流动行为。
该算法通过跟踪界面上的液体体积分数来描述不同相的分布情况，从而实现对多相流动的准确模拟。
本文将对VOF算法的原理、应用领域以及优缺点进行介绍。
我们来了解一下VOF算法的原理。
VOF算法基于体积分数的概念，即将流体体积分为若干小单元，通过计算每个单元中液体的体积分数来确定液体-气体界面的位置和形状。
在VOF算法中，利用控制方程对液体和气体的流动进行模拟，液体和气体之间的界面通过一个阶跃函数来表示。
在每个时间步长内，通过求解质量守恒方程和动量守恒方程，更新界面位置和形状，从而模拟多相流动的演变过程。
VOF算法在多个领域有着广泛的应用。
首先，在船舶和海洋工程中，VOF算法可以模拟船舶在波浪中的运动以及海洋中的液体-气体相互作用，用于船舶设计和海洋工程的优化。
其次，在石油工程中，VOF 算法可以模拟油水两相流动以及油井中的泡沫流动，用于石油开采和油井设计的研究。
此外，VOF算法还可以应用于化工工程、医学领域、环境工程等多个领域，用于模拟不同相的流动行为和相互作用。
虽然VOF算法在多相流动模拟中具有广泛的应用，但也存在一些局限性。
首先，由于VOF算法是基于流体体积分数的描述，对于界面上的细小结构和液滴的形成与破裂等现象模拟较为困难。
其次，VOF算法对于液体-气体界面的捕捉精度受到网格分辨率的限制，需要较为细致的网格划分才能获得准确的结果。
此外，VOF算法对于相变和表面张力等复杂现象的模拟也存在一定的困难。
VOF算法是一种常用的多相流模拟方法，通过跟踪界面上的液体体积分数来描述不同相的分布情况，实现对多相流动的模拟。
该算法在船舶和海洋工程、石油工程、化工工程、医学领域、环境工程等多个领域有着广泛的应用。
然而，VOF算法在模拟细小结构、相变和表面张力等方面存在一定的限制。
未来，随着计算资源的增强和算法的改进，VOF算法有望在多相流动模拟中发挥更大的作用，为工程领域提供更准确、可靠的模拟结果。
基于Fluent的油气两相射流仿真分析
基于Fluent的油气两相射流仿真分析牛鹏;孙启国;吕洪波【摘要】Based on the theories of two-phase flow, cylindrical nozzle models of three different outlets are established. Simulation a-nalysis of annular two-phase jet flow of the nozzle Is calculated by Fluent and two-phase velocity graphs of the nozzle are got from simulation results. Considering the oil-gas lubrication's requirements of rolling bearing, the results show that outlet diameter's optimal value is about 2mm in this model, because the continuous oil jet droplets and the moderate velocity can fulfil the better lubricate condition in this case. This conclusion provides the basis for choosing and optimizing the nozzle in oil-gas lubrication system.%基于两相流基本理论,建立了三种不同出口直径的圆柱形喷嘴模型,通过Fluent流体分析软件对喷嘴环状两相射流进行了仿真计算.分析仿真结果得出了喷嘴油气两相速度分布,并结合油气润滑条件下滚动轴承对油气两项速度的要求,比较仿真结果得出文中模型条件下,喷嘴出口直径在2mm附近时,射流油滴连续,速度适中,能够较好的满足润滑条件,为油气润滑系统中喷嘴的选择和优化提供了依据.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2013(042)002【总页数】3页(P91-93)【关键词】喷嘴;油气两相射流;出口速度【作者】牛鹏;孙启国;吕洪波【作者单位】北方工业大学机电工程学院,北京100144【正文语种】中文【中图分类】TP391.9油气润滑是一种新型的润滑技术，它具有单相流体润滑无可比拟的优越性，现今已经广泛应用于高温、重载、高速、极低速以及有冷却水和脏物侵入润滑点的恶劣工况条件的场合［1］。
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
基于Fluent的油水分离器数值模拟分析
作为油水分离的最基本、最重要的装置,重力式油水分离器在工程上得到广泛的应用。
为了提高油水的分离效率,人们对油水分离设备的分离特性开展了很多研究[1-3],包括对设备内流体的流场特性进行模拟分析,但对于溢流堰出油的研究还很少。
随着计算机技术的发展,数值模拟将成为结构优化设计的重要手段之一。
1数值模拟计算方法在油水的分离过程中,设定油和水为不可压缩的连续流体,且密度和黏度为定值,流体的流动形式视为定常流动。
分离器内流体的动力学控制方程包括连续性方程和动量方程。
该不可压缩流体的连续性方程为:∂μx ∂x +∂μy ∂y +∂μz ∂z=0(1)式中μx 、μy 、μz 是速度矢量在x 、y 、z 方向的分量。
对黏性为常数的不可压缩流体,主要受到压力、黏性力与单位质量力的作用,动量方程为:d (ρμx )dt =-∂p ∂x +▽·(μ▽μx )+ρf xd (ρμy )dt =-∂p ∂y +▽·(μ▽μy )+ρf yd (ρμz )dt =-∂p ∂z +▽·(μ▽μz )+ρf z(2)式中ρ为密度;t 为时间;p 为流体压强;μ为流体的动力黏度;f x 、f y 、f z 为单位质量力。
2油水分离器的模型建立与网格划分2.1几何模型建立根据刚盖假定,本文的计算模型简化如图1所示。
上端表面为采用刚盖假定的自由表面,油出口位于挡板之上,由于挡板之后的流场不影响挡板之前的流场,因此只计算挡板之前,自由表面之下的流体区域。
2.2网格划分本文选取的是三种最为常见的入口构件,无构件式入口构件,挡板式入口构件以及孔箱式入口构件,入口构件都采用下入口构件。
利用Fluent 软件的前处理器Gambit 对所建三维模型进行网格划分。
为了提高划分的网格的质量以及兼顾Fluent 的计算速度,采用局部加密的非结构化四面体网格,生成的网格结构如图2:图2网格结构2.3计算模型设置本文选用Fluent 软件进行数值计算,对边界条件及物性参数作如下设置:①油水分离器的入口设为速度入口边界条件,入口速度为0.46m /s ;②出口设置为自由出流边界条件,水出口流量权重80%,油出口流量权重20%;③自由表面设置为对称边界条件,其余为壁面边界;④湍流强度为4.7%,水力直径D H 为0.04m 。
油水两相流管路流动的模拟研究
ａ ． ｕ
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０
（） １
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图 ６ ８ ％油 时 突扩 管 内速 度分 布 ０
图７～ ８为油 占２％体积分数时油水在突缩管路 ０
内的压力与速度分布 。大管径内压力 、 速度分 布没有 明显 变化 ， 压力在 突缩段有 减小 后增 大 的趋势 ， 双 在
肩处 流速 突然减小使得压力同步增大 ， 而在小 管径进 口速 度增大后使得压力达到最小 ， 之后压力有所 回升
管 内的流动进行模拟发现 ， 管路 内压 力、 度有 明显 变化 ， 油量不 同其 变化程 度也 不一样 。突扩管 速 含
内含 油量增 大会延迟流速到达 最大的时间 ， 大流速核 心区减 小的速度 ， 增 突缩管 内高含 油量时双肩处
压 力无突然增 大现 象， 力减 小区有一 定的提 前。通过模拟分析 突变管 内油水 两相 流动规律 ， 实际 压 为
图４ ０ ２ ％油时突扩管内速度分布
油 占 ５ ％和 ８ ％体积分数 时的速度分布见图 ５ ０ ０ 、 ６ 可见， ， 当油的含量逐 渐增 大 时 ， 管路进 口达 到流速
油品输送提供一定的参考依据 。 关键词 油水两相 ； 数值模拟 ； 流场分 布
１研究 问题及模 型
０引 言
本 文 参 照 某 输 油 管 道 工 程 ， 取 管 道 直 径 为 选 油水两相流动广泛存在于石油生产 中， 注水提 高
Fluent的气液两相流动算例
130120宽度：130 mm 高度：330 mm 长度：2000 mmWXD:液相在流槽内的宽度应为130mm;倾斜角度可设为2度和0度.WXD:物性参数请先用铝熔体的来算.0.5 N/m开始时全是空气，四周都是固壁（除流动速度正对方向），然后液态金属Al(GaInSn)从圆形区域一定流量(初速)喷入，求解初速为1、2、3m/s时，达稳态时沿程液面高度和速度分布。
（WXD: 初始流量范围为：0.5‐5升/s，按你给定的圆截面形状（d=120mm），初速范围应为(44~440)x10‐3m/s.可在这个范围内设置初速, 例如：0.1，0.2，0.3，和0.4 m/s）网格：（密）六面体网格方法：两相VOF模型，湍流k‐epsilon模型，非稳态模型网格模型尺寸如上图，倾斜角度设为2度模型网格如图所示，黄色区域为进口，截面上网格为2020个四边形，长度方向600等分，共1212000个六面体FLUENT求解参数设置0 symmetry 中心面对称1 general 重力加速度，沿y轴负方向，‐9.8m2/s2 models 选择VOF，k‐ε模型3 materials 第一相AlSi，第二相Air4 boundary inlet 0.4m/s 或0.2m/soulet pressure‐outlet(=1个大气压)5 initialization 沿X轴初速6 run 时间步长0.00005s0.4m/s和0.2m/s计算结果0.4m/s 计算结果——外表面流型图0.035s 0.015s 0.05s 0.1s 4s （稳态）0.4m/s 计算结果——对称轴心流型图0.035s 0.015s 0.05s 0.1s 4s （稳态）0.4m/s计算结果——轴侧流型图0.015s0.035s0.05s0.1s 4s（稳态）0.4m/s计算结果——稳态时的液面高度h0.4m/s计算结果——稳态时的液面高度0.4m/s计算结果——稳态时流动速度分布外表面轴心处轴心处速度矢量图0.2m/s 计算结果——外表面流型图0.1s 0.05s0.25s 0.5s 4s（稳态）0.2m/s 计算结果——对称轴心流型图0.1s0.05s0.25s 0.5s4s（稳态）0.4m/s计算结果——轴侧流型图0.05s0.1s0.25s0.5s4s（稳态）0.2m/s计算结果——稳态时的液面高度0.2m/s计算结果——稳态时流动速度分布外表面轴心处轴心处速度矢量图•0.2m/s和0.4m/s液面高度比较130120宽度：130 mm高度：330 mm长度：2000 mm WXD:液相在流槽内的宽度应为130mm;倾斜角度可设为2度和0度.以入口速度0.4m/s为例入口体积流量为由计算模型可知r=0.06m，v=0.04m/s，代入计算可得Q=4.5216×10-4m3/s出口流量采用CFD软件fluent计算结果导入相应case文件和data文件后，选择Surface—Zone选项，创建需要计算的截面。
Fluent的气液两相流动算例
130120宽度：130 mm 高度：330 mm 长度：2000 mmWXD:液相在流槽内的宽度应为130mm;倾斜角度可设为2度和0度.WXD:物性参数请先用铝熔体的来算.0.5 N/m开始时全是空气，四周都是固壁（除流动速度正对方向），然后液态金属Al(GaInSn)从圆形区域一定流量(初速)喷入，求解初速为1、2、3m/s时，达稳态时沿程液面高度和速度分布。
（WXD: 初始流量范围为：0.5‐5升/s，按你给定的圆截面形状（d=120mm），初速范围应为(44~440)x10‐3m/s.可在这个范围内设置初速, 例如：0.1，0.2，0.3，和0.4 m/s）网格：（密）六面体网格方法：两相VOF模型，湍流k‐epsilon模型，非稳态模型网格模型尺寸如上图，倾斜角度设为2度模型网格如图所示，黄色区域为进口，截面上网格为2020个四边形，长度方向600等分，共1212000个六面体FLUENT求解参数设置0 symmetry 中心面对称1 general 重力加速度，沿y轴负方向，‐9.8m2/s2 models 选择VOF，k‐ε模型3 materials 第一相AlSi，第二相Air4 boundary inlet 0.4m/s 或0.2m/soulet pressure‐outlet(=1个大气压)5 initialization 沿X轴初速6 run 时间步长0.00005s0.4m/s和0.2m/s计算结果0.4m/s 计算结果——外表面流型图0.035s 0.015s 0.05s 0.1s 4s （稳态）0.4m/s 计算结果——对称轴心流型图0.035s 0.015s 0.05s 0.1s 4s （稳态）0.4m/s计算结果——轴侧流型图0.015s0.035s0.05s0.1s 4s（稳态）0.4m/s计算结果——稳态时的液面高度h0.4m/s计算结果——稳态时的液面高度0.4m/s计算结果——稳态时流动速度分布外表面轴心处轴心处速度矢量图0.2m/s 计算结果——外表面流型图0.1s 0.05s0.25s 0.5s 4s（稳态）0.2m/s 计算结果——对称轴心流型图0.1s0.05s0.25s 0.5s4s（稳态）0.4m/s计算结果——轴侧流型图0.05s0.1s0.25s0.5s4s（稳态）0.2m/s计算结果——稳态时的液面高度0.2m/s计算结果——稳态时流动速度分布外表面轴心处轴心处速度矢量图•0.2m/s和0.4m/s液面高度比较130120宽度：130 mm高度：330 mm长度：2000 mm WXD:液相在流槽内的宽度应为130mm;倾斜角度可设为2度和0度.以入口速度0.4m/s为例入口体积流量为由计算模型可知r=0.06m，v=0.04m/s，代入计算可得Q=4.5216×10-4m3/s出口流量采用CFD软件fluent计算结果导入相应case文件和data文件后，选择Surface—Zone选项，创建需要计算的截面。
突变管段油水两相流的流动模拟
突变管段油水两相流的流动模拟
朱红钧;曹妙渝;陈小榆;曾涛
【期刊名称】《油气储运》
【年(卷),期】2010(29)3
【摘要】利用FLUENT软件模拟了油水两相流在突变管段中的流动,结果表明,在管径突变段管内流体的压力、速度有明显变化,且变化程度受到流体中油相含量的影响。
通过模拟得到了油水两相流处于不同油相含量时在突扩管和突缩管中的流动规律,可为油水两相流输送管道的生产运行提供必要的参考。
【总页数】3页(P192-193)
【关键词】突变管;油水两相流;数值模拟;流场分布;FLUENT软件
【作者】朱红钧;曹妙渝;陈小榆;曾涛
【作者单位】西南石油大学
【正文语种】中文
【中图分类】TE312
【相关文献】
1.水平突变管内油水两相流数值模拟 [J], 范开峰;王卫强;孙策;石海涛;万宇飞
2.反应堆失水事故条件下热管段内的两相流逆向流动研究 [J], 阎昌琪;孙中宁;孙立成
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弯管内部油水两项流的数值模拟
弯管内部油水两项流的数值模拟闫明龙;聂晶;刘勇峰;刘林远;孙辰琛【摘要】在油井出油管道以及石化生产中，油水两项流是非常常见的现象。
为了减少能耗、便于制订防腐措施，利用GAMBIT软件建模以及FLUENT软件的可实现模型对弯管中油水两项流的压力场和速度场进行模拟。
结果表明，管内入口直管压力呈逐阶减小趋势；弯管内壁出形成低压区且又内向外逐渐增大；而速度分布正好与压力分布规律相反，恰好与自由涡流理论的模型相符。
且通过对油水两项所占体积分数分别为30%、50%、80%三种情况的模拟得出，由于水密度大于油的原因，随着油相体积分数的下降，管内整体压强减小，整体速度增大。
%The oil-water two-phase flow is very common in oil pipe of well and petrochemical industry. In order to decrease energy consumption and formulate anticorrosive measures, GAMBIT software was used to establish the model, and pressure field and velocity field of oil-water two-phase flow in elbow were simulated by FLUENT software. The results show that the straight tube inlet pressure reduces gradually;low-pressure area is formed at inside wall of the elbow and it increases from inside to outside;distribution laws of the velocity and pressure is just opposite, just conform to the free vortex theory model. The results simulated under three cases of oil-water volume fraction of 30%, 50%and 80%show that, due to the density of water is higher than oil, as the oil phase volume fraction declines, the overall pressure in tube reduces, the overall speed increases.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】3页(P2724-2726)【关键词】弯管;数值模拟;流动;油水两项流;FLUENT【作者】闫明龙;聂晶;刘勇峰;刘林远;孙辰琛【作者单位】中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川成都610041;中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川成都 610041;中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川成都 610041;中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川成都 610041;中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川成都 610041【正文语种】中文【中图分类】TQ018在油田开发的中后期,为了提高采收率,人们常用注水的方法增加产量。
Fluent软件 管道中液固两相流动数值模拟研究
管道中液固两相流动数值模拟研究摘要：本次的课题研究主要是了解管道流动的概念及应用，熟悉管道固液两相流的一般计算，分析固体颗粒在环空油管中的沉降。
采用商业软件对气体输送系统进行模拟。
本课题利用Gambit建立几何模型，将模型导入Fluent进行模拟计算，Tecplot软件进行后处理，计算结果用可视化图形表示出来，进而加以分析和总结。
本文对颗粒的沉降末速度进行了分析，分别建立了有、无接箍时的颗粒沉降模型，认为流体在油管中的流动是层流状态。
模拟结果表明，固相的速度分布曲线与液相速度分布曲线相似，只是固相速度曲线相对液相速度分布曲线向下平移了一定数值；颗粒主要分布于环空油管的中部，且分布较均匀；在忽略接箍的影响下，颗粒排出量要大于受接箍影响下的颗粒排出量，原因是接箍附近产生了涡流，颗粒沉降较多。
关键词：固液两相流；数值模拟；Fluent软件中图分类号：TB126Pipe flow characteristics of entranceAbstract：Keywords：solid- liquid two -phase flow；Numerical simulation; Fluent software Classification: TB126目录摘要： (I)Abstract (II)目录.............................................................................................................................. I II 1 引言. (1)1.1 研究背景 (1)1.2 国内 (1)1.3 课题基本内容和拟解决的主要问题 (2)1.4 欧拉-拉氏模型 (3)1.5 研究方法 (3)1.6 研究意义 (4)2理论方法 (4)2.1控制方程 (4)2.1.1质量守恒方程 (4)2.1.2 动量守恒方程 (4)2.1.3层流的控制方程 (5)2.2采用方法 (5)2.2.1 GAMBIT软件介绍 (5)2.2.2 GAMBIT操作步骤 (7)2.2.3 FLUENT软件介绍 (7)2.2.4 FLUENT操作步骤 (8)3 实验原理 (10)3.1工作原理........................................................................... 错误!未定义书签。
不同操作参数下动态水力旋流器内部油水两相流动的数值模拟
摘
要
根 据 计 算 流 体 动 力 学（ Ｆ 的 方 法 ， 用 Ｆｕｎ 软 件 对 动 态 水 力 旋 流 器 内部 油 水 两 相 流 场 进 Ｃ Ｄ） 应 ｌｅｔ
行数 值模 拟 ， 察 了 不 同入 口流 量及 转 筒 转速 下旋 流 器 内速 度 场 与 油 水 两 相 的 分布 情 况 。 结 果 表 明 ： 考 动
Ｕ — — 质 量 平 均 速 度 ， ｆ＝ （ ｔ 。 ＋ Ｕ Ｏｐ “ ｏ
Ｐ ｕ ． ／ ； ）ｐ ｉ
王 尊 策 ， ，９ ２年 ３月 生 ， 士 生 导 师 ， 长 。黑 龙 江 省 大 庆 市 ，６ ３ ８ 男 １６ 博 院 １３ １ 。
第３ ９卷
第 ２期
化
工
发展 。与一 般分 离设备 相 比 ， 它在 适应性 、 活性 灵 与分离 效率 方面 有着特 有 的优势 … 。
（ Ｓ 是 一种简 化 的多 相 流 动模 型 ， Ａ Ｍ） 特别 适 用 于 在重 力 、 心力 或其 他 体 积 力作 用 下 粒 子或 液 滴 离 的分 离计算 。由于旋流 器 主要 依靠 离心 力促使 油 水分 离 ， 因此采 用该 方 法 描 述低 浓 度 的 轻相 分 离 过程 较 为合 理 。 混合 两相 流模型 的连续 性方程 ：
机
械
１５ ９
进 模 型 ， 于 水 力 旋 流 器 流 场 模 拟 ， 一 种 较 为 理 用 是
５７ ． １×１ 个 。 ０
想与 经济 的模 型 。
用于两 相 流 的计 算 ， 要将 单 相 流 的 Ｒ Ｇ ｋｅ Ｎ － 模型 扩展 至两 相流湍 流模 型 。基于混 合 两相 流模 型 的 Ｒ Ｇ ｋ６模 型具体 表达 式如 下 ： Ｎ － 流体 湍动 能 ｋ方程 ：
大管径不同井斜油水两相流流型数值模拟
大管径不同井斜油水两相流流型数值模拟边晓航;刘军锋;叶天明;张正超;许章;蔡红婷【摘要】通过ICEM CFD建立倾角θ为±20°、±15°、±10°、±5°和0°(完全水平),内径为0.124 m,长度为20 m的井筒,利用FLUENT中的VOF多相流模型对大管径不同斜度井中的油水两相流进行数值模拟,得出不同油水混合速度、不同含水率和不同倾角时的流动变化规律;结合Trallero J L的流型分类方法,根据模拟得到的油水两相分布图划分了6种流型,并制作了以混合速度、倾角为坐标的流型图.倾角θ=0°(井筒水平)时,流型以分层流为主,随着混合速度的增加,其逐渐变为界面混杂的分层流;若含水率逐渐增大,流型将转变为油-油包水、油包水或水包油-水、水包油;倾角θ＞0°(井筒上倾)时,流型随流速的增大提前发生转变,并且水相出现回流,局部持水率变大;倾角θ＜0°(井筒下倾)时,水相在底部加速流动,局部持水率变小.计算结果与相关实验结果比较吻合.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2016(040)004【总页数】5页(P399-403)【关键词】岩石物理实验;水平井;不同斜度井;油水两相流;数值模拟;流型图【作者】边晓航;刘军锋;叶天明;张正超;许章;蔡红婷【作者单位】长江大学地球物理与石油资源学院,湖北武汉430100;长江大学地球物理与石油资源学院,湖北武汉430100;油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学),湖北武汉430100;长江大学地球物理与石油资源学院,湖北武汉430100;长江大学地球物理与石油资源学院,湖北武汉430100;长江大学地球物理与石油资源学院,湖北武汉430100;长江大学地球物理与石油资源学院,湖北武汉430100【正文语种】中文【中图分类】P631.84;TE8320 引言在水平井及斜井中由于重力分异,油水两相流流型和局部持水率发生了明显的变化[1],对生产测井仪器的响应特征识别、多相流解释模型建立和各射孔层产出状况的动态监测造成困难[2],需要开展不同流动状况下油水两相流的流型研究。
Fluent两相流自由液面拟合
Fluent两相流自由液面拟合有时候我们要求解两相流自由液面的形状，以及最终拟合出自由液面的公式，本案例由一个现成的算例，导出自由液面的三维数据，最终拟合其公式。
图中的水与空气的接触面称为自由液面，导出自由液面的三维数据，最后拟合。
具体如以下步骤：1，按图中依次进行设置，最后单击Create按钮，创建自由液面。
Iso-Values的数值设置为0-1，由于水相体积分数在自由液面处是渐变的，所以这里你可以设置0-1间的任何值。
2，显示自由液面具体操作如下。
下图即为自由液面的形状图3，自由液面三维坐标导出执行File-export命令。
Fluent14.0版本为File-export-solution data命令。
打开下图，设置如下单击Write按钮导出自由液面坐标数据。
用写字板打开导出的数据文件，如下4，数据处理复制写字板里的数据至Word，然后执行替换命令，把逗号替换为制表符。
替换完成后，复制数据到excel中。
删除左边的序号项，如下图然后复制三维坐标至origin中。
现在我们可以根据数据在origin里绘制一下其三维图，虽然有点多次一举吧，呵呵首先执行数据转换，转换为矩阵格式，如下所示。
数据矩阵如下所示执行下列命令曲面图如下：呵呵，还不如fluent好看呢。
下面进行，曲面的拟合首先去除y轴的数据，把z轴改为y轴数据。
因为曲面是在x方向上的，而y方向是水平的，所以，去掉y轴数据，然后做一条曲面的二维曲线，执行绘制曲线，曲线图如下图下面对其进行拟合，执行下述命令下图为多项式拟合的设置，order用于设置多项式的最高次项，这里设置为5，当然越高越好，只要满足要求即可。
拟合的曲线如下图所示，可见拟合的红色曲线在大部分情况下与数据点是非常贴近的，只有在开头部分有些偏离。
最终拟合的曲线信息如下最终整理得到，拟合曲线2345 =-++-+y x x x x x3.0535 1.602980.515550.006760.035550.00459。
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Fluent油水两相流弯管流动模拟
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，截取了图所示的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%。
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.选择圆面，保持Move被选中，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，如图所
示。
4.在Create Real Cylinder面板的Height栏输入5，在Radius1栏输入0.3，选择Axis
Location 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。
然后选中沿x轴的直管段，在x栏输入-5，在y栏输入-1.8，最后的模型如图所示。
7.将3个体合并成一个，弹出Unite Real Volumes面板，选中生成的3个体，视图窗口
如图所示。
三、网格划分
1.打开Create Boundary Layer面板，在Edges黄色输入栏中选取线3。
选中1:1的边界
层生成方式，并设置第一个点距壁面距离为0.001m，递增比例因子为1.2，边界层为4层。
绘制完边界层网格，如图所示。
2.打开Mesh Faces面板，运用Quad单元与Pave方法对该圆面进行划分，在Interval size
栏输入0.05，生成的面网格如图所示。
3.运用Hex/Wedge单元与Cooper方法对该圆面进行划分，在Interval size栏输入0.1，
生成的体网格如图所示。
4.选择面4作为进口，定义其为PRESSURE_INLET，命名为in；选择面9作为出口，定义
其为PRESSURE_OUTLET，命名为out，如图所示。
5.输出三维模型网格文件。
四、求解计算
1)启动FLUENT三维单精度计算器，读入划分好的网格文件，网格读入之后，检查网格的
信息，待最后一行出现“Done”语句。
2)从Scale Grid对话框中可以看出计算区域的尺寸范围，如图所示。
3)弹出的Solver对话框中保持默认设置，如图所示。
4)弹出的Viscous Model对话框，在Model选项中选择k-epsilon[2 eqn]，在k-epsilon
Model选项下选择Realizable，保留其他默认设置。
5)如图所示，在弹出的Multiphase Model对话框中选择Mixture，保持默认参数设置。
6)在弹出的Fluent Database Materials对话框中，将数据库中的材料——水和油都拷贝
到当前工程中，完成材料物性的定义。
7)在Type选项中选择primary-phase，在列表中选择fuel-oil-liquid，在Name文本框
中输入oil。
在Type选项中选择secondary-phase，在列表中选择water-liquid，并在Name文本框中输入water。
8)如图所示，在Set Units对话框中，选择Quantities中的pressure。
在弹出的Define
Unit对话框中的Unit栏输入名称mpa，在Factor栏输入1000000，定义压强的新单位MPa。
9)打开Operating Conditions对话框，选中Gravity，指定重力方向为z轴，在Z[m/s2]
右侧输入-9.8。
10)定义边界条件。
11)在Solution Controls对话框中保持默认设置。
12)对流场进行初始化。
13)在Residual Monitors对话框中选中Plot，打开残差曲线图。
保持FLUENT默认各参数
的收敛精度要求为0.001。
14)将文件保存。
15)设置迭代步为1000步，开始解算。
16)迭代完毕后，保存结果文件。
17)截取有助分析的几个截面，在Points下方的三点坐标中分别输入（-2.5,0,0）、
（-2.5,0,0.3）和（-2.5,0.3,0），在New Surface Name中输入x=-2.5，生成第一个截面，如图所示。
18)选取Contours of为Pressure…和Static Pressure，弹出压强云图。
改变Contours of
为Velocity…和Velocity Magnitude，则显示为速度云图，如图所示。
压强云图
速度云图19)安全退出FLUENT。