fluent多相流模型選擇與設(shè)定

1、11.1.多相流動(dòng)模式多相流動(dòng)模式我們可以根據(jù)下面的原則對(duì)多相流分成四類(lèi)：?氣液或者液液或者液液兩相流：液兩相流：o氣泡流動(dòng)：連續(xù)流體中的氣泡或者液泡。o液滴流動(dòng)：連續(xù)氣體中的離散流體液滴。o活塞流動(dòng):在連續(xù)流體中的大的氣泡o分層自由面流動(dòng)：由明顯的分界面隔開(kāi)的非混合流體流動(dòng)。?氣固兩相流：固兩相流：o充滿(mǎn)粒子的流動(dòng)：連續(xù)氣體流動(dòng)中有離散的固體粒子。o氣動(dòng)輸運(yùn)：流動(dòng)模式依賴(lài)諸如固體載荷、雷諾數(shù)和粒子屬性等因素。最典型的模式有沙子的流動(dòng)，

2、泥漿流，填充床，以及各向同性流。o流化床：由一個(gè)盛有粒子的豎直圓筒構(gòu)成，氣體從一個(gè)分散器導(dǎo)入筒內(nèi)。從床底不斷充入的氣體使得顆粒得以懸浮。改變氣體的流量，就會(huì)有氣泡不斷的出現(xiàn)并穿過(guò)整個(gè)容器，從而使得顆粒在床內(nèi)得到充分混合。?液固兩相流固兩相流o泥漿流：流體中的顆粒輸運(yùn)。液固兩相流的基本特征不同于液體中固體顆粒的流動(dòng)。在泥漿流中，Stokes數(shù)通常小于1。當(dāng)Stokes數(shù)大于1時(shí)，流動(dòng)成為流化（fluidization）了的液固流動(dòng)。o水力

3、運(yùn)輸:在連續(xù)流體中密布著固體顆粒o沉降運(yùn)動(dòng):在有一定高度的成有液體的容器內(nèi)，初始時(shí)刻均勻散布著顆粒物質(zhì)。隨后，流體將會(huì)分層，在容器底部因?yàn)轭w粒的不斷沉降并堆積形成了淤積層，在頂部出現(xiàn)了澄清層，里面沒(méi)有顆粒物質(zhì)，在中間則是沉降層，那里的粒子仍然在沉降。在澄清層和沉降層中間，是一個(gè)清晰可辨的交界面。?三相流三相流(上面各種情況的組合上面各種情況的組合)各流動(dòng)模式對(duì)應(yīng)的例子如下：各流動(dòng)模式對(duì)應(yīng)的例子如下：?氣泡流例子：抽吸，通風(fēng)，空氣泵，氣穴

4、，蒸發(fā)，浮選，洗刷?液滴流例子：抽吸，噴霧，燃燒室，低溫泵，干燥機(jī)，蒸發(fā)，氣冷，刷洗?活塞流例子：管道或容器內(nèi)有大尺度氣泡的流動(dòng)?分層自由面流動(dòng)例子：分離器中的晃動(dòng)，核反應(yīng)裝置中的沸騰和冷凝?粒子負(fù)載流動(dòng)例子：旋風(fēng)分離器，空氣分類(lèi)器，洗塵器，環(huán)境塵埃流動(dòng)?風(fēng)力輸運(yùn)例子：水泥、谷粒和金屬粉末的輸運(yùn)?流化床例子：流化床反應(yīng)器，循環(huán)流化床?泥漿流例子:泥漿輸運(yùn)，礦物處理?水力輸運(yùn)例子：礦物處理，生物醫(yī)學(xué)及物理化學(xué)中的流體系統(tǒng)?沉降例子：礦物處

5、理2.多相流模型FLUENT中描述兩相流的兩種方法:歐拉一歐拉法和歐拉一拉格朗日法，后面3度的概念，允許相以不同的速度運(yùn)動(dòng)；??用于模擬各相有不同速度的多相流；也用于模擬有強(qiáng)烈耦合的各向同性多相流和各相以相同速度運(yùn)動(dòng)的多相流；??缺點(diǎn)：界面特性包括不全，擴(kuò)散和脈動(dòng)特性難于處理。2.3歐拉模型(EulerianModel)歐拉一歐拉模型(EulerEulerModel)是兩(多)相流中最復(fù)雜的兩(多)相流模型，也稱(chēng)為雙流體模型。連續(xù)相與分

6、散相被視為連續(xù)的一體。歐拉一歐拉模型對(duì)每一相都建立動(dòng)量方程和連續(xù)性方程，通過(guò)壓力和相間交換系數(shù)的藕合來(lái)計(jì)算求解。歐拉模型的應(yīng)用包括氣泡柱、顆粒懸浮以及流化床歐拉模型的應(yīng)用包括氣泡柱、顆粒懸浮以及流化床的模擬。有人將其成功地應(yīng)用歐拉模型模擬了鼓泡塔中兩鼓泡塔中兩(多)相流的模擬及氣泡聚并和破碎相流的模擬及氣泡聚并和破碎的影響。??歐拉模型指的是歐拉—?dú)W拉模型；??把顆粒和氣體看成兩種流體，空間各點(diǎn)都有這兩種流體各自不同的速度、溫度和密度，

7、這些流體其存在同一空間并相互滲透，但各有不同的體積分?jǐn)?shù)，相互間有滑移；??顆粒群與氣體有相互作用，并且顆粒與顆粒之間相互作用，顆粒群紊流輸運(yùn)取決于與氣相間的相互作用而不是顆粒間的相互作用；??各顆粒相在空間中有連續(xù)的速度、溫度及體積分?jǐn)?shù)分布。幾種多相流模型的選擇??VOF模型適合于分層流動(dòng)或自由表面流；??Mixture和Eulerian模型適合于流動(dòng)中有混合或分離，或者離散相的體積份額超過(guò)10%－12％的情況。Mixture模型和Eu

8、lerian模型區(qū)別??如果離散相在計(jì)算域分布較廣，采用Mixture模型；如果離散相只集中在一部分，使用Eulerian模型；??當(dāng)考慮計(jì)算域內(nèi)的interphasedraglaws時(shí)，Eulerian模型通常比Mixture模型能給出更精確的結(jié)果；??從計(jì)算時(shí)間和計(jì)算精度上考慮。拉格朗日法拉格朗日法著眼于流體的質(zhì)點(diǎn)，基本思想是跟蹤每個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)在流動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)全過(guò)程，記錄每個(gè)質(zhì)點(diǎn)在每一時(shí)刻、每一位置的各個(gè)物理量及變化。在拉格朗日方法