两相流、多相流.pdf

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标为自变量称为欧拉 Eulerian 坐标或空间坐标。
离散相模型（DPM）
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”
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)

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α 1，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，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。
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。

选用 FLUENT 多相流模型的几个要点
多相流的计算，首先是要对要研究的问题要有一个比较详细
的了解。你对模拟过程了解多少，可能的结果是什么。可以想象
一下你模拟的过程，你想要得到的结果侧重点在哪里，等等。然
后根据问题选择不同的