Fluent中的多相模型及求解解析

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。

两相流：平日把含有大量固体或液体颗粒的气体或液体流淌称为两相流;个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. 两相流的研讨：对两相流的研讨有两种不合的不雅点：一是把流体作为持续介质,而把颗粒群作为离散体系;而另一是除了把流体作为持续介质外,还把颗粒群当作拟持续介质或拟流体. 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 坐标或物资坐标;以变形后瞬时坐标为自变量称为欧拉Eulerian 坐标或空间坐标.【1 】一.离散相模子 FLUENT在求解持续相的输运方程的同时,在拉格朗日坐标下模仿流场中离散相的第二相;←离散相模子解决的问题：煤粉燃烧.颗粒分别.喷雾湿润.液体燃料的燃烧等;←应用范←围：FLUENT中的离散相模子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%,即可模仿离散相质量流率等/大于持续相的流淌）;不实用于模仿在持续相中无穷期悬浮的颗粒流问题,包含：搅拌釜.流化床等; 颗粒-颗粒之间的互相感化.颗粒体积分数对持续相的影响未斟酌;←湍流中颗粒处理的两种模子：Stochastic Tracking,应用随机办法来斟酌瞬时湍流速度对颗粒轨道的影响;Cloud Tracking,应用统计办法来跟踪颗粒环绕某一平均轨道的湍流集中.经由过程盘算颗粒的体系平均活动方程得到颗粒的某个“平均轨道”←二.多相流模子FLUENT中供给的模子： VOF模子(Volume of Fluid Model)←混杂模子(Mixture Model)←欧拉模子(Eulerian Model)←1.VOF模子(Volume of Fluid Model) VOF模子用来处理没有互相穿插的多相流问题,在处理两相流中,假设盘算的每个掌握容积中第一相的体积含量为α1,假如α1=0,暗示该掌握容积中不含第一相,假如α1=1,则暗示该掌握容积中只含有第一相,假如0←<α1<1,暗示该掌握容积中有两相接壤面; VOF办法是用体积率函数暗示流体自由面的地位和流体所占的体积,其办法占内存小,是一种简略而有用的办法.←2.混杂模子(Mixture Model)用混杂特征参数描写的两相流场的场方程组称为混杂模子;←斟酌了界面传递特征以及两相间的集中感化和脉动感化;应用了滑移速度的概念,许可相以不合的速度活动;←用于模仿各相有不合速度的多相流;也用于模仿有强烈耦合的各向同性多相流和各相以雷同速度活动的多相流;←缺陷：界面特征包含不全,集中和脉动特征难于处理.←3.欧拉模子(Eulerian Model)欧拉模子指的是欧拉—欧拉模子;←把颗粒和蔼体算作两种流体,空间各点都有这两种流体各自不合的速度.温度和密度,这些流体其消失在统一空间并互相渗入渗出,但各有不合的体积分数,互相间有滑移;←颗粒群与气体有互相感化,并且颗粒与颗粒之间互相感化,颗粒群紊流输运取决于与气相间的互相感化而不是颗粒间的互相感化;←各颗粒相在空间中有持续的速度.温度及体积分数散布.←如何选择？ 1. VOF模子合适于分层流淌或自由概况流; Mixture和Eulerian模子合适于流淌中有混杂或分别,或者离散相的体积份额超出10%－12％的情形.←2.Mixture模子和Eulerian模子差别假如离散相在盘算域散布较广,采取Mixture模子;假如离散相只分散在一部分,应用Eulerian模子;←当斟酌盘算域内的interphase drag laws 时,Eulerian模子平日比Mixture模子能给出更准确的成果;←从盘算时光和盘算精度上斟酌.。

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。

fluent多相流模型
Fluent多相流模型是一种广泛应用于多相流模拟的数值求解方法。

这种模型可以模拟具有液体、气体和固体三种组分的多相流动系统，使得流动特性得到更为详尽的描述。

它基于控制单元格（Control Volume），采用有限体积方法（FVM），从而可以计算流体与固体界面的相互作用，以及流体与流体之间的相互作用。

Fluent多相流模型还能够模拟不断变化的流体和悬浮物的运动，能够模拟可燃物燃烧过程，以及其他更为复杂的流动现象。

Fluent多相流模型应用于机械、电子、自动化及工程等方面，其计算精度也属于较高的等级。

Fluent多相流模型通过对流体及悬浮物的实时求解，用以分析多相流动系统中物理和化学现象的发展，从而实现对模型的预测和优化。

它可以求解传热、传质、流体动力和边界层等多相流动系统的最优状态，以及求解各种流体的流动速度、粘度、温度和压力等。

Fluent多相流模型的关键特性在于它可以模拟多相流动系统中不同物理过程的相互作用，从而使得结果非常接近实际应用情况。

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。

fluent中的vof算法Fluent中的VOF算法概述在计算流体力学（CFD）领域中，VOF（Volume of Fluid）算法是一种广泛应用的多相流模型。

它可以模拟液体和气体等不同相的流动，并能够准确地预测两相之间的界面位置和形状。

在Fluent软件中，VOF算法被广泛应用于各种工程问题的数值模拟中。

本文将详细介绍VOF算法的原理、应用和优缺点。

原理VOF算法基于流体的体积分数（Volume Fraction）概念，即将流场划分为一系列互不重叠的单元格，每个单元格中的流体都具有一个体积分数值。

在VOF算法中，流体的界面被定义为体积分数等于0.5的位置，这样可以准确地描述两相之间的分界面。

通过对流体的质量守恒和动量守恒方程进行求解，可以得到流体的流动状态和界面的演化过程。

应用VOF算法在工程领域有着广泛的应用。

以下是几个典型的例子：1. 水下爆炸波浪模拟VOF算法可以用于模拟水下爆炸波浪的传播和冲击效应。

通过将水和气体建模为两个不同的相，可以准确地预测爆炸波浪的形状和冲击力。

这对于海洋工程和防护结构的设计具有重要意义。

2. 液体混合与分离VOF算法可以模拟液体的混合与分离过程。

例如，在化工工艺中，通过控制液体的流动方式和入口条件，可以实现不同液体的混合和分离。

VOF算法可以帮助工程师优化流程和设备设计，提高生产效率。

3. 气泡和颗粒的运动VOF算法可以模拟气泡和颗粒在流体中的运动过程。

这对于研究气泡和颗粒在液体中的分布和聚集现象具有重要意义。

例如，在石油工业中，通过对油井中气泡和颗粒的运动进行模拟，可以优化油井的操作和生产效率。

优缺点VOF算法作为一种常用的多相流模型，具有以下优点和缺点：优点：- VOF算法能够准确地模拟两相流动的界面位置和形状，对于复杂的流动现象具有很高的精度。

- VOF算法适用于各种不同的流动问题，可以应用于液体和气体等不同相的流动模拟。

- VOF算法在Fluent软件中有成熟的实现，使用方便，计算效率较高。

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。

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，同时包含多种多相流模式的情况，应根据最感兴趣的流动特种，选择合适的流动模型。

File Checker PluginFluent Inc ProductsiS5SFluent 6.3.26• Gambit 2.4.6三计Hffl A ； Client License Setup0^ Gambit 24.6 w 注制EJ 板 L2 Installation FAQs^^k设SWED 机■ 1 Set Environment 0 System info乳认©?A; Uninstall Gambit 2A.6分RftI 支持gwssiHermitcch LaboratoryHummingbird Connectivity 200B xo4 Microsoft OfficeMicrosoft SQL Server 2005 Microsoft SQL Server 2008 Microsoft SQL Server 2008 R2 Microsoft Visual Bmic 6.0 中 Microsoft Visual Ct + 6.0 Microsoft Visual SourceSafe|按坯学 亦阵P0 iIT% II€ 1^13 ] 3^■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0.5叫 水和油的混合物从左端以lm/s 的速度进入，其中有的质量分数 为80%o 在交叉点混合流分流，78%质量流率的混合流从下口流岀，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 workingo2、单击 geometry—face—create real rectangular face,在 width 文本框和 height 文本框输入5和0.5,初始界面点击Apply,结果如右下图再输入0.5和5,生成右下图X GAMBIT Solver: FLUENT 5/6 ID: default_id6004h ——G yAuGx■V AKRleEdit SolverHelpTranscrtptO DoscrlpUonCommand: p3、移动成T 型OperationHiiGeometry FaceGio 呵ControlZe |]|iiiti| G3 “ ◎ WGiobaJ coriiraActiveOperationx Reflect x ScaleCoonlihate Sys. |TypeCartMian ■ |J Connected geometryClose♦ Tfan$i5t9 y Rotate移动结果如下戲应JF 旦|圏 到Opem一 9」一19一la叵LO IF^I ®rx -§^-ft•IDQs 田田K田一M _Description X GAMBIT Solver: FLUENT 5/6 ID: defaultjd6004OperationFaceGeomettyGlobal ControlActive flflfljdTranscript----- £|71Command: \GRAPHICSWINDOW- UPPER7J -;二•一RM二二」-一三、网格划分 1、单击 meshf faces —mesh faces 结果如下X GAMBIT Solver: FLUENT 5/6 ID: defaultjd6004I CZJ II ® IOperationMesh:土 一Face w l —|515 一艮一 Global ControlActive fljSjjTranscript合DescriptionGRAPHICS171Command: \ VIMDOW- UPPER•一 RM二二」-一2.设置入口 in,出口 out,其余wallVZALLSpecify Boundary TypesAXISOperationEKHAUST_FAHFAN y DeletePOROUS-JUMPPRESSUREJ^AR-FIELD PRESSURE INLETRECIRCULATION JNLETEdge 纟丄SYMMETRY TypoVELOCITVJNLET —No finerRemoveReset □oseREUIRCUL ATI6 LOUTLET |7 Modiiy y Deiefe anAction: < Add INLET.VEhfT INTAKE_FANPRESSURE-CllfTLET RADIATOREdge Ust (MuiUpto)跚噩HS2HK!! §§§§§ unns!! ussnsssr^VTIG：Type ：Entity:RECIRUULATIONJJUTLET ¥ |ZonesGlob^ G )ntroi定义outT定义out-2AvailableEdge Ust (Multiple)edge.1•—A | |edge.5edge 2 edge.3 edge.4 edge.6 VC — Iedge.8 edge.9AII ・A |♦All IPickedin nevcin out-1 RECIRCULATION VELOCITYJNLE1 VELOCITY」NLE1<1____P 1犷△」Show labels 」Show colorsName: I out-2 Type:结果如下 Specify Boundary TypesFLUEHT 5/6NameType InVELOCITYJNLEou>1 VELOCITY 」NLE out-2VELOCITYJNLE\Action: ♦ Add y Modify x Ddietexr Delete ailF Sbov/ labels ■ Show colorsOperationgj 到陲型Zbnes人【刊-INLETVELOCrrVJNLETEntity:Edges -J | ([Alrtarno: j?LabelTypeARem we|Edfl申阿I血弘t| Close |Gobal ControlR =Ii m i CA i na i AI其余线段定义为wall谜 GAMBIT Solver FLUENT 5/6 ID: deAle Edit Solver输入文件名，选择mixture, mshSpecify Bnumkry TypestypesUELOCITV.INLHuEdge List （Mu 巾pia ）AvailableFLUENT S 兀AcUon: * Addy Modify y Delete7 Delete allRckedNameTypein out-1 out-ZVELOCrTY. vELoerrv. VELOCrTY..IKLE JKLE JKLEP—1L>F Show labels JI Show colorsV/ALL3.输出网格文件四、求解计算1、启动 fluent6.3,File Checker PluginFluent Inc ProductsJbi Fluent 6.3.26A Client License SFluent 6.3.26’」Installation FAQs 亘I SetEnvironment O System Info QSystem Memory△ Uninstall Ruent 6.3.26Gambit 2.4.6gv/ssi送丨回i5打开后界面2、读入划分好的网格文件检查网格O FLUENT [2d, pbn^, lam]File | Gridl Define Solve Adapt Surface Display Plot Report Parallel Help3、求解FLUENT [2d, pbn 5/ lam]rid Define Solve Adopt Surface Display Pict Report Parallel HelpImport Export..►Interpolate... Hardcopy... Batch Options..・ Save LayoutRun...Case & Data...PDF... DTRM Rays...View Factors... Profile... ISAT Table...t\Fluent.Inc\FluentC.3.26\lib\Scheme... Journal...O FLUENT [2d,lam]File Grid | Define/ Solve Adapt Surface Display Plot Report Parallel HelpModels fMaterials...Phases...Solver...she Done ■Operating Conditions...Boundary Conditions・・.Periodic Conditions...Multiphase...Energy..・Viscous..・Radiati on,,.Grid Che Grid Interfaces... Species Discrete Phase...Domainx-cooy-coo ■ ■ ■ "1 ■・■ ■Dynamic MeshMixing Planes..・Turbo Topology...Solidification & Melting...Acoustics...w 9 i«ia/u t«t/ —ZL■丿aaaauu • u© J909, max (m) = 2.500000e-OO1保持默认，点OK 4、设置多相，混合相6、定义材料属性£3 FLUENT [2d, pbns, mixture, ske]NameairChemical FormulaPropu 市ESDensity (kg/m3) —1J225~ Viscoshy (kg/m-s) consUnt1.789Jw-05M alerlal Type fluidFluent Fluid MaterialsCopy Maledah from Caee…]Delete Iries ・unt. unt・Order Mntcrinls By* Name「Chemical FormulaFluent Fluid Materials XLzl Material Typevinyl-trlchlorosilane (sicl3ch2ch] * |fluidvinylidenexhluride [ch2ccl2]Order Materials BywateHiuuid (h2o<l>lwatcrA/apor (h2o) —金Namewoodvolotilcs (wood_vol) Chemical Formula▼ I・匚 AChange/CreaT Fluent Datnbnsc...£2 Ruent Database Materials7、设置第一相E3 FLUENT [2d, pbns, mixture, ske]File Grid Defin" Solve Adapt Surface Display* Plot Report Parallel Help►Grid Che Models Materials...Domain Phases.^ Jx-coo Operating Conditions..・*006, max (m) = 2.5O0000e^OOOy-coo ♦066, max (m) = 2.500000e-OO1 Uolume Boundary Conditions..・ninim Periodic Conditions…miwi m8、设置第二相9、设置 operating conditions 作业条件□ FLUENT File GridGrid Che Domainx-coo y-coo Volume minim| Define] Solve Adapt Surface Display Plot Report Parallel HelpModels ►Materials... Phases..・Operating Conditions.^r •000, max (n) = 2.5000O6e*6O6 •000, max (n) = 2.5000O0e-0O1Boundary Conditions..・ Periodic Conditions...10、定义边界条件 J FLUENT pbjis, mixture, ske]Grid Che Models Materials...►Domain Phases..・x-coo Operatinq Conditions....*-000, max (m) = 2.500000e*000 u-coo — /*^000, max 5) = 2.500000e-001-X Uolume Boundary Conditions./minim m r 1/ T m Periodic Conditions...nio x x nitotGrid Interfaces..・Face arDynamic Mesh►A Of*File GridSolve Plot Parallel HelpSurface10.1、设置in 的边界条件设置 mixture phase口Boundary ConditionsType ZonePhaseexhaust-fan inlet-vent in take-fan interlace mass-fl (mHnlel outflowoutlet-vrnl pressure-inlet pressureou symmetryIDmixtureClose 设置 water phaseE3 Boundary ConditionsNone defautlnnterior fluidout-1out-2wall Typevelocity inletPhase ID[water JI6Set... Copy... | Close | Help 10. 2、设置out的边界O Velocity InletZone Name Phase in |nixture Momentirfn^rhcrmal Radiation | Species | DPM | Multiphase | UDS |TurbulenceSpecification Method intensity and Hydraulic DiameterTurbulent Intrnsity (%)Hydraulic Diameter (rn) |0.6| ~Help I£3 Velocity Inlet也 Boundary ConditionsS11、 s olve -solutionE3 FLUENT [2d, pbns, mixturej ske] File Grid Define | Solve jAdapt SurfaceDisplay Plot Report Parallel HelpGrid Checkf」 ► Solution.••〜XInitialize ► Multigrid...Domain Extent?Monitors ► Limits...x-coordinatf y-coordinatt UolumestatistAnimate ►Multi-Stage...e*606 e-001Mesh Motion...minimum uolt Particle History►maximum uolt totaluoltExecute Commands...保持默认，点OKdefault-interior || axis >fluid exhaust-fan in inlct-vcnt out-1 | | intake-fan out-2 interfacewallmaes-flow-inlet —outflow outlet-vent卩 ressure-inletpressure-outletsymmetryve Io city-inl cl▼Phasemixture* JI 5Set•许^opy... I Close I Help Idefault-interior fluid in out-1 fTaxisexhausHan inlet-vent intake-fan ▲out 2 interfacewall|| mass-flow-in let rroutflowV IIoutleVvent pressure-inlet pressure-outlet symmetry vc Io city-inletZoneType X3 Boundary Conditions32IDPhase Copy... Close | HelpmixtureSet...12、initializeGrid Check Domain Extents x-coordinat( coordinattVolume statisl uoliuoli uoliMonitorsAnimateMesh Motion...Particle HistoryExecute Commands...Reset DPM SourcesReset StatisticsP FLUENT [2d, pbns. mixtu re, ske]File Grid Define「Solve]]Adapt Surface Display Plot Report Pa rallel Helpminimum maximumtotalPatch... Con trolsInitialize」Initialize.13、residual 残留的勾选plot,其他默认S3 Residual Monitors Options StorageConvergence Criterion absoluteCheck Absolute ▲Residual Monitorconvergence C riteri a|continuityP 0.001|x-uelocity p I70.061^-velocityp 170.001l kp0.061|epsilonp0.001OK Plot | Re no rm | Cancel | Help |14、interate 迭代File Grid Define [Solve^f Adapt SurfaceDisplay Plot Report ParallelHelpGrid Check Controls Initialize ►► ----------- f ---- Domain Extents Monitors^J ► Residual (1)x-coordinatfAnimate► Statistic... 009*000 ^-coordinate UolumestatistMesh Motion...Force...00e-001mininun uoliParticle History kSurface..・maximum voltExecute Comm3nds ・ Volume...total voltFace area statCase Check..・mi n*i mnim F^rfFLUENT [2d, pbns, mixture, ske] PlottingF Print P PlotIterations pjggQWindow NormalizationNormalize " ScaleIterationsChecking numbtChecking nunb^Checking thread pointers.结果如下15、display—contoursAdapt Surface Display Plot Report Parallel Help Con trolsGrid CheckInitializeDomain Extenti x-coordinatt ll-coordinatt Uolune statist uoli uoli uolistat Fact Fact minimummaximumtotal Faceareaminimummaximum MonitorsAnimateMesh Motion...Particle HistoryExecute Commands...Case Check...Iterate...事max (m) = 2.500000e*000 .max(m) = 2.5Be000e-001▲-」「▼Acoustic Signals...口FLUENT [2d, pbns, mixture, ske]File Grid Defi ne Solve Adapt Surface Displa/j Plot Report Parallel Helpiter continuity x-uelocity ij-ue： ? -U51solution is converged451 3.1941e-05 4.7752e-06 8.61：452 solution is converged452 6.2514e-05 6.4298e-06 8・5山iter continuity x-uelocity y-uH t -452 solutionis converged452 6.2514e-05 6.4298e-06 8.501 ? 453solution is convergedGrid...Contours^X Veetors...Pathlines...Particle Tracks...DTRM Graphics...Sweep Surface...on uf-water time/iterD6 6.7979e-04 0:00:00 1000D6 6.7171e-04 0:00:60 999)n uF-water time/iter06 6.7171e-0>* 0:00:60 1000选择压强结果如下DBEBBDec3：.2O1?rtXVT g (2d. porw. ffiWure. cfce-选择速度结果如下© FLUENT [0] Fluent Inc s MJI.79e-31uie-31l.O7e-313S<o-3136O&-31336e-313.13Q-01288e-31264e-312 4OC-312.16e-311S26-311.68e-31I.ue-31120e-31M9e-32l.79e-322 40e-32X55e-31300e-03Contours of Vekxcity Magnitude (mixture) (m/s)Dec 31.2017FLUENT 6.3 (2d. pb2. mixture. »ke* 16、显示速度矢量图Grid Define Solve Adapt Surface | Displ Plot Report Parallel Helpiter 452 452liCQy-vel dnd... DO vf-water tine/iter8.611Contours...D6 6.7979e-0U 0:00:90 1000Vectors^^8.50! Pathlines...86 6.7171e-0^ 0:00:00 999y-ve：Particle Tracks...on vf-water tine/iterDTRM Graphics...8.50«Sweep Surface..・B6 6.7171e-0U 0:00:08 1000 continuity x-velocity solutionis conuerged 3.1941G-054.7752C-06 solution isconuerged 6.2514e-05 6.^298e-06continuity x-velocity solutionis conuerged 6.2514e-05 6.429鈍-06<■«! n n -1 r-结果如下17、保存为cas文件[2d, pbns, mixturej ske]2.Grid Define Solve Adapt Surface Display Plot ReportWrite►Case...Import►Data...Export...Case & Data^^rInterpolate...PDF... Flamelet...Read 卜 locity y-udocity。

fluent多组分多相流模型理论说明1. 引言1.1 概述本文旨在探讨fluent多组分多相流模型的理论说明。

随着科学技术的不断发展，多组分多相流模型在各个领域中得到了广泛应用。

该模型能够考虑多种组分和相态的存在，从而更准确地描述复杂的流体行为。

1.2 文章结构文章共分为五个部分，每个部分都包含了相关的内容。

首先，在引言部分介绍了本文的概述和结构。

接下来，第二部分将详细解释多组分流动模型、多相流动模型以及Fluent软件中的多组分多相流模型。

第三部分将探讨该模型在化工工艺过程、石油与天然气行业以及环境工程领域中的应用场景。

第四部分将评估该模型的优势和挑战，并提出可能面临的问题。

最后，在结论部分总结了主要观点和发现，并提出了对未来研究方向的展望和建议。

1.3 目的本文旨在深入理解fluent多组分多相流模型，并研究其在不同领域中的应用场景。

通过对该模型进行理论说明和分析，我们可以更好地了解其优势、挑战以及潜在问题。

此外，在总结主要观点和发现的同时，本文还将对未来的研究方向提出展望和建议，为该领域的科学研究和工程实践提供指导。

2. 多组分多相流模型理论说明：2.1 多组分流动模型：多组分流动模型是描述在系统中同时存在多个物质组分时的流动行为的数学模型。

在多组分流动模型中，每个物质组分都被视为一个单独的相，并且通过质量守恒方程和动量守恒方程来描述每个组分的运动。

此外，还引入了物质浓度、温度、压力等参数来完整描述系统状态。

2.2 多相流动模型：多相流动模型是用于描述具有不同物理性质的两种或更多相互作用的复杂系统中的流体行为的数学模型。

在传统单相流动模型中，假设介质是均匀连续的，但在实际情况下，往往存在着两种或者更多不同相态之间的界面。

因此，通过引入界面张力、表面张力等参数以及液滴或气泡等微观结构来描述这些不同相态之间的交互关系。

2.3 Fluent中的多组分多相流模型：Fluent是一种常用于计算流体力学仿真软件，在其中提供了丰富有效的多组分多相流建模工具和方法。

fluent多相计算是指利用流体动力学软件fluent进行多相流体的计算和分析。

在自然界和工程实际中，多相流广泛存在，如河流、海洋中的水和沙的流动，油气田中的油、气和水三相流动等。

因此，fluent多相计算在流体动力学、环境科学、石油工程等领域具有广泛的应用前景。

在进行fluent多相计算时，需要建立多相流模型，包括液相、固相和气相的流动模型。

根据不同的流动特性和应用场景，可以选择不同的模型，如欧拉-欧拉模型、欧拉-拉格朗日模型、拉格朗日-拉格朗日模型等。

同时，需要考虑流体之间的相互作用力和作用机理，如浮力、阻力、升力等。

在建立好模型后，需要设定模型的边界条件和初始条件，并进行求解计算。

fluent软件提供了丰富的求解器和后处理功能，可以对多相流场进行详细的分析和可视化。

通过对计算结果的分析，可以深入了解多相流体的流动特性、传热传质规律等，为实际工程提供理论支持和优化方案。

在实际应用中，fluent多相计算可以应用于多种领域。

例如，在石油工程中，可以通过fluent多相计算模拟油、气、水三相在油气田中的流动和分离过程，优化油气田的开发方案和提高采收率。

在环境科学中，可以通过fluent多相计算
模拟河流中泥沙的搬运和沉积过程，预测河道的演变和治理方案。

总之，fluent多相计算是一种强大的流体动力学分析工具，可以广泛应用于多相流体的模拟和分析。

通过深入了解多相流的流动特性和传热传质规律，可以为实际工程提供理论支持和优化方案，推动相关领域的发展和进步。

fluent eulerian模型方程Fluent Eulerian模型方程引言：Fluent Eulerian模型方程是一种常用的流体动力学模型，用于描述在多相流中不同相的运动和交互作用。

该模型方程基于质量守恒和动量守恒的原理，通过对流动域的离散化和求解，可以得到流体在不同相之间的速度、压力和浓度分布等重要参数。

本文将对Fluent Eulerian模型方程的原理和应用进行详细介绍。

一、质量守恒方程Fluent Eulerian模型方程的核心之一是质量守恒方程。

该方程描述了多相流中不同相的质量变化和传输过程。

一般来说，质量守恒方程可以表示为：∂(αρ) / ∂t + ∇·(αρu) = 0其中，α是相分数，ρ是密度，u是速度矢量。

该方程的左侧表示相内质量的变化率，右侧第一项表示质量的对流，第二项表示质量的扩散。

通过求解该方程，可以得到不同相的质量分布和传输规律。

二、动量守恒方程Fluent Eulerian模型方程的另一个核心是动量守恒方程。

该方程描述了多相流中不同相的运动和交互作用。

一般来说，动量守恒方程可以表示为：∂(αρu) / ∂t + ∇·(αρuu) = -∇P + ∇·τ + αρg其中，P是压力，τ是应力张量，g是重力加速度。

该方程的左侧表示相内动量的变化率，右侧第一项表示动量的对流，第二项表示动量的扩散，第三项表示压力梯度对动量的影响，第四项表示应力和重力对动量的影响。

通过求解该方程，可以得到不同相的速度分布和相互作用规律。

三、浓度传输方程除了质量守恒方程和动量守恒方程，Fluent Eulerian模型方程还包括浓度传输方程，用于描述多相流中物质的传输和扩散过程。

一般来说，浓度传输方程可以表示为：∂(αρC) / ∂t + ∇·(αρuC) = ∇·(D∇C) + R其中，C是浓度，D是扩散系数，R是源项。

该方程的左侧表示相内浓度的变化率，右侧第一项表示浓度的对流，第二项表示浓度的扩散，第三项表示源项对浓度的影响。

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。

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。

1 名词解释学习FLUENT UDF编程，必须要从网格拓扑和数据结构（几何数据、求解数据存储的空间）两方面来理解一些重要概念。

节点node；面face；单元cell。

线 thread：⑴线是一块存储空间，有节点线、面线和单元线三类，存储了存在某种联系的节点组、面组或单元组的信息。

⑵定义线的指针 Thread *t;⑶线对应的是网格拓扑里面的zone,例如某边界就是一个zone,显然它对应的存储空间是面线。

⑷在多相模型中，还要区分超级线superthread和子线subthread。

域 domain：⑴域是比线更大的存储空间，包含了存在某种联系的所有线。

⑵定义域的指针 Domain *d;⑶域对应的是网格拓扑里面的domain, 由网格定义的所有节点、面和单元线索的组合。

⑷在多相模型中，还要区分超级线superdomain和子线subdomain。

总的逻辑关系是，域->线->节点/面/单元，这可以从常用的循环中看出：Domain *domain;Thread *c_thread;cell_t c; /*cell_t 是线索（thread）内单元标识符的*/thread_loop_c(c_thread, domain) /*对域内所有单元线做loop*/{begin_c_loop(c, c_thread) /* 对线内所有单元做循环 */{……}end_c_loop(c, c_thread)}2 Multiphase-specific Data Types 多相专用数据类型除了在Data Types in ANSYS FLUENT中呈献的ANSYS FLUENT专用的数据类型，还有一些专用于多相UDF的线（thread）和域（domain）数据结构。

当使用多相模型时(Mixture, VOF, or Eulerian)，这些数据结构用来存储混合相（mixture of all of the phases）和每个单独相的属性和变量。

ansys fluent多相流模型及其工程应用
ANSYS Fluent是一种流体动力学仿真软件，多相流模型是其其中之一的模块，用于模拟和分析多种物质的流动行为和相互作用。

在ANSYS Fluent中，多相流模型可以用来研究和分析以下情况：
1. 涉及两个或多个互相作用的物质的流动，例如气泡在液体中的运动、固体颗粒在气体中的输运等。

2. 液体在固体颗粒上的湿润和液滴的形成与脱落。

3. 气体和液体的接触区域的传质和传热过程。

4. 多相流模型可以考虑物质间的相互作用，例如表面张力、相变、物质的传质和传热等。

多相流模型在工程应用中具有广泛的应用，包括但不限于以下领域：
1. 石油与天然气工程：通过模拟多相流动来研究油气井中的油水气分离、油水混输等问题。

2. 化工与过程工程：用于研究化工反应器中的多相反应和传质传热过程、粉体输送和颗粒反应等问题。

3. 能源与环境工程：用于模拟燃烧过程中的燃气混合、火焰传播等多相流动问题以及涡轮机械中气固两相流动的性能优化等。

4. 生物医学工程：用于模拟人体内各种生理学过程中的多相流动如血流动力学、药物输送等。

通过ANSYS Fluent多相流模型，工程师可以准确地分析和预
测多种物质的流动行为和相互作用，从而指导设计优化和问题解决。