(推荐)FLUENT中两相流、多相流中模型的的选择问题.docx

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)
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。
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。
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，