第章通用多相流模型(整理).pdfVIP

第二十章通用多相流模型

本章讨论了在FLUENT中可用的通用的多相流模型。第18章提供了多相流模型的简要介

绍。第19章讨论了Lagrangian离散相模型，第21章讲述了FLUENT中的凝固和熔化模

型。

20.1选择通用多相流模型（ChoosingaGeneralMultiphaseModel）

20.2VOF模型(VolumeofFluid(VOF)Model)

20.3混合模型(MixtureModel)

20.4欧拉模型(EulerianModel)

20.5气穴影响(CavityEffects)

20.6设置通用多相流问题(SettingUpaGeneralMultiphaseProblem)

20.7通用多相流问题求解策略(SolutionStrategiesforGeneralMultiphaseProblems)

20.8通用多相流问题后处理(PostprocessingforGeneralMultiphaseProblems)

20.1选择通用的多相流模型（ChoosingaGeneralMultiphaseModel）

正如在Section18.4中讨论过的，VOF模型适合于分层的或自由表面流，而mixture和

Eulerian模型适合于流动中有相混合或分离，或者分散相的volumefraction超过10%的情

形。（流动中分散相的volumefraction小于或等于10%时可使用第19章讨论过的离散相模

型）。

为了在mixture模型和Eulerian模型之间作出选择，除了Section18.4中详细的指导

外，你还应考虑以下几点：

★如果分散相有着宽广的分布，mixture模型是最可取的。如果分散相只集中在区

域的一部分，你应当使用Eulerian模型。

★如果应用于你的系统的相间曳力规律是可利用的（eitherwithinFLUENTor

throughauser-definedfunction），Eulerian模型通常比mixture模型能给出更精

确的结果。如果相间的曳力规律不知道或者它们应用于你的系统是有疑问的，

mixture模型可能是更好的选择。

★如果你想解一个需要计算付出较少的简单的问题，mixture模型可能是更好的选

择，因为它比Eulerian模型要少解一部分方程。如果精度比计算付出更重要，

Eulerian模型是更好的选择。但是请记住，复杂的Eulerian模型比mixture模型

的计算稳定性要差。

三种模型概要的讲述，包括它们各自的局限，在Sections20.1.1，20.1.2，20.1.3中给

出。三种模型详细的讲述在Sections20.2,20.3和20.4中给出。

20.1.1VOF模型的概述及局限(OverviewandLimitationsoftheVOFModel)

概述（Overview）

VOF模型通过求解单独的动量方程和处理穿过区域的每一流体的volumefraction来

模拟两种或三种不能混合的流体。典型的应用包括预测，

jetbreakup、流体中大泡的运动（themotionoflargebubblesinaliquid）、themotionof

liquidafteradambreak和气液界面的稳态和瞬态处理（thesteadyortransienttrackingof

anyliquid-gasinterface）。

局限（limitations）

下面的一些限制应用于FLUENT中的VOF模型：

★你必须使用segregatedsolver.VOF模型不能用于coupledsolvers.

★所有的控制容积必须充满单一流体相或者相的联合；VOF模型不允许在那些空

的区域中没有任何类型的流体存在。

★只有一相是可压缩的。

★Streamwiseperiodic