FLUENT中两相流多相流中模型的的选择问题

FLUENT操作过程及全参数选择振动流化床仿真操作过程及参数选择1创建流化床模型。

根据靳海波论⽂提供的试验机参数，创建流化床模型。

流化床直148mm，⾼1m，开孔率9%，孔径2mm。

在筛板上铺两层帆布保证⽓流均布。

因为实验机为⼀个圆形的流化床，所以可简化为仅⼆维模型。

⽽实际实验中流化⾼度远⼩于1m，甚⾄500mm，所以为提⾼计算时间，可将模型⾼度缩为500mm。

由于筛板上铺设两层帆布以达到⽓流均分的⽬的，所以认为沿整个筛板的进⼝风速为均匀的。

最终简化模型如下图所⽰：上图为流化后的流化床模型，可以看出流化床下端的⽹格相对上端较密，因为流化⾏为主要发⽣的流化床下端，为了加快计算时间，所以采⽤这种下密上疏的划分⽅式。

其中进⼝设置为velocity inlet；出⼝设置为outflow；左右两边分为设置为wall。

在GAMBIT中设置完毕后，输出⼆维模型vfb.msh。

outflow边界条件不需要给定任何⼊⼝的物理条件，但是应⽤也会有限制，⼤致为以下四点：1.只能⽤于不可压缩流动2.出⼝处流动充分发展3.不能与任何压⼒边界条件搭配使⽤（压⼒⼊⼝、压⼒出⼝）4.不能⽤于计算流量分配问题（⽐如有多个出⼝的问题）2打开FLUENT 6.3.26，导⼊模型vfb.msh点击GRID—CHECK，检查⽹格信息及模型中设置的信息，核对是否正确，尤其查看是否出现负体积和负⾯积，如出现马上修改。

核对完毕后，点击GRID-SCALE弹出SCALE GRID窗⼝，设置单位为mm，并点击change length unit 按钮。

具体设置如下：3设置求解器保持其他设置为默认，更改TIME为unsteady，因为实际流化的过程是随时间变化的。

（1）pressure based 求解⽅法在求解不可压流体时，如果我们联⽴求解从动量⽅程和连续性⽅程离散得到的代数⽅程组，可以直接得到各速度分量及相应的压⼒值，但是要占⽤⼤量的计算内存，这⼀⽅法已可以在Fluent6.3中实现，所需内存为分离算法的1.5-2倍。

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st‎o kes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。

fluent 多相流设置操作流程如果你想要在ANSYS Fluent中模拟多相流现象，那么你需要进行一系列的设置操作，以确保模拟得以顺利完成。

下面，我们将分享这些设置操作的流程及步骤。

1. 边界条件设置首先，在进行多相流模拟前，你需要准确地划分出相应的边界条件。

这包括定义每个物理区域（例如，更具粘度变化的液相和气相），设置模型计算的初始值，以及对每个物理区域进行必要的粗糙处理等。

2. 网格划分和网格质量检测Fluent是一个非常强大的数值计算工具，使用该工具需要先将三维空间分割成无数的小体素，以形成网格。

通过网格划分，我们可以将需要进行数值仿真的物体划分成小块，从而使我们能够更好地研究物体的工作原理。

在进行网格划分时，你需要注意网格质量，以确保网格能够契合你所需要的物体形状。

此外，你还需要在网格上设置初值和边界条件。

3. 选择流体模型选择正确的流体模型是成功模拟多相流的关键。

目前，ANSYS Fluent支持多种流体模型，包括拉格朗日-欧拉耦合方法、欧拉方法等。

你需要根据自己的需要选择合适的流体模型。

4. 定义物质属性在进行多相流的模拟时，你还需要定义物质的属性，也就是不同区域的物质粗略参数。

该项工作很大程度上是根据实验数据和文献资料确定。

5. 设置模拟参数模拟参数的设置包括初始条件选择、物理参数的上下限选择等，你需要根据自己的需要在ANSYS Fluent中进行设置。

6. 进行模拟完成前面的所有步骤后，你就可以开始模拟了。

在模拟的过程中，你可能需要进行微调和调整，以确保模型能够尽可能地逼近真实物体的工作原理。

总的来说，在ANSYS Fluent中进行多相流的模拟虽然有很多细节需要注意，但只要你遵循正确的流程，就能够获得很好的仿真效果。

3 设置一般的多相流问题（Setting Up a General Multiphase Problem）3.1使用一般多相流模型的步骤（Steps for Using the General Multiphase Models）设置和求解一般多相流问题的步骤的要点如下，各个子部分详细的讲述在随后的章节中。

记住这里给出的仅是与一般多相流计算相关的步骤。

有关你使用的其它模型和相关的多相流模型的输入的详细信息，将在这些模型中合适的部分给出。

1)选中你想要使用的多相流模型（VOF, mixture, or Eulerian）并指定相数。

Define Models Multiphase...2)从材料库中复制描述每相的材料。

Define Materials...如果你使用的材料在库中没有，应创建一种新材料。

!!如果你的模型中含有微粒（granular）相，你必须在fluid materials category中为它创建新材料（not the solid materials category.）3)定义相，指定相间的相互作用（interaction）(例如，使用欧拉模型时的drag functions)Define Phases...4)(仅对欧拉模型)如果流动是紊流，定义多相紊流模型。

Define Models Viscous...5)如果体积力存在，turn on gravity and specify the gravitational acceleration.Define Operating Conditions...6)指定边界条件，包括第二相体积份额在流动边界和壁面上的接触角。

Define Boundary Conditions...7)设置模拟具体的解参数Solve Controls Solution...8)初始化解和为第二相设定初始体积份额。

Solve Initialize Patch...9)计算求解和检查结果*欧拉多相流模拟的附加指南（Additional Guidelines for Eulerian Multiphase Simulations）一旦你决定了欧拉多相流模型适合你的问题，你应当考虑求解你的多相流问题的需求计算能力。

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。

如何在fluent中设置多相流————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：3 设置一般的多相流问题（Setting Up a General Multiphase Problem）3.1使用一般多相流模型的步骤（Steps for Using the General Multiphase Models）设置和求解一般多相流问题的步骤的要点如下，各个子部分详细的讲述在随后的章节中。

记住这里给出的仅是与一般多相流计算相关的步骤。

有关你使用的其它模型和相关的多相流模型的输入的详细信息，将在这些模型中合适的部分给出。

1)选中你想要使用的多相流模型（VOF, mixture, or Eulerian）并指定相数。

Define Models Multiphase...2)从材料库中复制描述每相的材料。

Define Materials...如果你使用的材料在库中没有，应创建一种新材料。

!!如果你的模型中含有微粒（granular）相，你必须在fluid materials category中为它创建新材料（not the solid materials category.）3)定义相，指定相间的相互作用（interaction）(例如，使用欧拉模型时的drag functions)Define Phases...4)(仅对欧拉模型)如果流动是紊流，定义多相紊流模型。

Define Models Viscous...5)如果体积力存在，turn on gravity and specify the gravitational acceleration.Define Operating Conditions...6)指定边界条件，包括第二相体积份额在流动边界和壁面上的接触角。

Define Boundary Conditions...7)设置模拟具体的解参数Solve Controls Solution...8)初始化解和为第二相设定初始体积份额。

我用fluent的多相流中的混合模型计算了叶轮中的液固两相流，没有什么问题，可是当我用欧拉模型计算液固两相流时，迭代了几次就出现了float错误，也不知道是什么原因，好像是压力过大，一直在上升，到了极限，可是我用混合模型压力没有达到那种程度呀，照理说用欧拉模型不应该有什么错误，这是一个多孔介质例子，进口速度为0.01m/s,组份为液态水和氧气，其中氧气从多孔介质porous jump 渗透过去，如何看氧气在tissue中扩散的。

porous jump的face permeability1 a=e-8 m_2thickness 设为0.0001pressure jump coefficient为默认porous zone设置如下：direction vector 1, 1, 方向向量1 ，1 ，viscous resistance 100 each 粘性阻力100inertial resistance 100 each 惯性阻力100porosity 0.1 孔隙度0.1边界条件设置如下：Ab – wall – defaultBc – wall – defaultBe –porous jump –face permeability 1e-8, porous medium thickness 0.0001Cd – outflow rating – 0.5De – wall – defaultDefault interior – interiorDefault interior001 – interiorDefault interior019 – interiorEf – wall - defaultFg – outflow rating – 1 抗体-墙-默认公元前-墙-默认是-多孔跳转-面对渗透1e - 8 ，多孔介质厚度0.0001镉-流出评价- 0.5者-墙-默认默认内部-内部默认interior001 -内部默认interior019 -内部英法-墙-默认纤维蛋白原-流出评价- 1Fluid - porous zone - direction vector 1, 1, viscous resistance 100 each,inertial resistance 100 each, porosity 0.1Gh- wall - defaultHi – wall - defaultHk - porous jump same conditions as otherIj – outflow – 0.5Jk – wall – defaultKl – wall – defaultLa –velocity inlet –0.01 m/s, temperature 300K, 0.5 mass fraction O 流体-多孔区-方向向量1 ， 1 ，粘性阻力100 ，惯性阻力100 ，孔隙度0.1生长激素墙-默认Lfluid –porous zone - direction vector 1, 1, viscous resistance 100 each,inertial resistance 100 each, porosity 0.1 Pipefluid – fluid – default (no porous zone) Models –species transport –water and oxygen mixtureV ariations –different boundary conditions at top and bottom (outflow, wall ect)把多孔介质区域特别标出来，在ＺＯＮＥ里，设为ＦＬＵＩＤ，然后再在ＦＬＵＥＮＴ中设边界条件时，再设成ＰＯＲＯＵＳLfluid -多孔区-方向向量1 ，1 ，粘性阻力100 ，惯性阻力100 ，孔隙度0.1Pipefluid -流体-默认（无孔区）车型-种运输-水和氧混合气变奏曲-不同边界条件在顶部和底部（流出，墙壁等）。

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 多相流选择原则分类一、气液或液液流动气泡流动：持续流体中存在离散的气泡或液泡液滴流动：持续相为气相，其它相为液滴栓塞（泡状）流动：在持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。

二、气固两相流动粒子负载流动：持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，填充床和各相同性流流化床：有一个盛有粒子的竖直圆筒组成，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：在持续流体中密布着固体颗粒沉降运动：在有必然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、三相流以上各类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、核反映装置沸腾和冷凝负载流：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：流化床反映器、循环流化床泥浆流：泥浆输运、矿物处置水力输运：矿物处置、生物医学、物理化学中的流体系统沉降流动：矿物处置。

多相流模型的选择原则一、大体原则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，同时包括多种多相流模式的情况，应按照最感兴趣的流动特种，选择适合的流动模型。

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。