【百科】ANSYSFLUENT多相流模型

2016-09-20 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

自然和工程中多數(shù)流動現(xiàn)象都是多相的混合流動。物理上物質(zhì)的相分為氣相、液相和固相。但在多相流系統(tǒng)中相的概念意義更廣泛。在多相流中,相被定義為一種對浸沒其中的流體及勢場有特定的慣性響應(yīng)及相互作用的可分辨的物質(zhì)。例如,同一種物質(zhì)的不同尺寸顆粒都可以被看作不同的相,因為相同尺寸的顆粒集合對流場具有相似的動力學(xué)響應(yīng)。

多相流具有多種存在方式,以兩相體系為例,可分為:氣液多相體系;氣固多相體系;液固多相體系;不相溶的液液體系。

FLUENT中的多相流模型

ANSYS FLUENT 提供了豐富的多相流模型,被廣泛應(yīng)用于能源化工、環(huán)境工程、冶金礦山、汽車、航空航天、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等各個行業(yè):

?Lagrangian Dispersed Phase Model (DPM)

?Volume of Fluid model (VOF)

?Eulerian Model

?Mixture Model

DPM模型:追蹤離散顆粒的運動軌跡,如噴霧干燥爐、煤粉爐、液體燃料噴霧燃燒等,顆粒噴入后,可以和連續(xù)相間進(jìn)行熱量、質(zhì)量和動量的傳遞;

FLUENT中引入的DDPM模型和EDM模型,更有效的考慮了顆粒間的相互碰撞和彈性力等因素,能很好的模擬密相顆粒流。

VOF模型:直接追蹤相界面,用于模擬自由表面流/分層流的流動,如:容器內(nèi)液面震蕩、波浪的沖擊、堰流、噴注破碎等;

FLUENT中引入的造波模型,可定義淺水波到較深的水波,包括一階波到五階波等非線性波,用戶可輸入不同的波形;

歐拉模型:對每一相求解動量方程和連續(xù)性方程,并通過相間作用力來實現(xiàn)相間耦合,能夠求解相間的曳力、升力、虛擬質(zhì)量力、湍流耗散力、相間傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)等,能夠有效的模擬多相分離與相間混合,如:流化床反應(yīng)器、氣泡床反應(yīng)器、污水處理等;

FLUENT中引入的PBM模型可以模擬顆粒相間的聚并、破碎、生長、成核等現(xiàn)象,同時可以模擬顆粒相的粒徑分布;

Mixture模型:歐拉模型的簡化,屬于FLUENT多相流模型中較為簡單的模型,多數(shù)情況下可以作為歐拉模型的替代。如:氣泡流、攪拌器等。

相間傳質(zhì):FLUENT提供了多種相間傳質(zhì)模型,包括沸騰、蒸發(fā)、冷凝、空化、相間反應(yīng)等,能夠有效的模擬不同相之間存在相變和化學(xué)反應(yīng)的情況。如:空化過程的預(yù)測、閃蒸設(shè)備、相間的均相反應(yīng)和非均相反應(yīng)等。

應(yīng)用分析