全版Fluent视频教材文本08之物理模型

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1、ANSYSFLUENT培训教材第八节：物理模型安世亚太科技（北京）有限公司概要多相流模型DiscretephasemodelEulerianmodelMixturemodelVolume-of-fluidmodel化学反应模型EddydissipationmodelNon-premixed,premixedandpartiallypremixedcombustionmodelsDetailedchemistrymodelsPollutantformationSurfacereactions动网格Singleandmultiplerefe

2、renceframesMixingplanesSlidingmeshesDynamicmeshesSix-degree-of-freedomsolver多相流模型简介相具有可定义的边界，对周围流场有特定的动力响应相一般分为固体、液体和气体，但也指其他形式：有不同化学属性的材料，但属于同一种物理相（如液-液）多相流体系统分为一种主流体相和多种次流体相其中一种流体是连续的（主流体）其他相是离散的，存在于连续相中可以有多种次流体相，代表不同尺寸的颗粒PrimaryPhaseSecondaryphase(s)多相流体系气泡流–连续液体中存在离散

3、的气泡，如气体吸收器，蒸发设备，鼓泡设备液滴流–连续气体中的离散液滴，如喷雾器、燃烧器柱塞流–连续液体中的大尺度气泡分层/自由表面流–不相溶的流体被清晰的界面分开，如自由表面流颗粒流–连续气体中的离散固体颗粒，如旋风分离器，空气净化器，吸尘器流化床–流化床反应器泥浆流–液体中的固体颗粒，固体悬浮、沉积、液力输运气/液液/液气/固液/固PneumaticTransport,Hydrotransport,orSlurryFlowFluidizedBedSedimentationStratified/Free-SurfaceFlowSlugF

4、lowBubbly,Droplet,orParticle-LadenFlowFLUENT中的多相流模型FLUENT包括四种不同的多相流模型:DiscretePhaseModel(DPM)VolumeofFluidModel(VOF)EulerianModelMixtureModel选择合适的模型非常重要取决于流体是分层的还是离散的-两相间的长度尺度界定这个区别Stokes数(颗粒松弛时间和流体特征时间的比例）也应该考虑进来whereand.DPM例子-喷雾干燥喷雾干燥包括液体以雾状方式喷入加热的容器中，用DPM模拟流动、传热、传质过程C

5、ontoursofEvaporatedWaterStochasticParticleTrajectoriesforDifferentInitialDiametersInitialparticleDiameter:2mm0.2mm1.1mm欧拉模型的例子–三维气泡床LiquidVelocityVectorsIsosurfaceofGasVolumeFraction=0.175z=5cmz=10cmz=15cmz=20cm欧拉模型中的粒状选项当存在高浓度的固体颗粒时，会导致颗粒间高频率的碰撞，此时应选Granular假设颗粒的行为类似一团密

6、集分子的碰撞行为，对颗粒相使用分子云理论应用这个理论后，连续相和颗粒相的动量方程都增加了附加应力这些应力(颗粒“粘性”,“压力”等.)由颗粒速度脉动强度确定伴随颗粒速度脉动的动能由拟热“pseudo-thermal”或颗粒温度代表不考虑颗粒的弹性变形ContoursofSolidsVolumeFractionforHighVelocityGas/SandProductionGas/SandGasGravity混合模型案例–气体鼓泡用混合模型模拟氮气喷入混合器中的流动，用MRF方法模拟旋转叶片的效应FLUENT很好的模拟了气体的停顿和搅

7、动过程。AnimationofGasVolumeFractionContoursWaterVelocityVectorsonaCentralPlaneatt=15sec.VOF案例–汽车油箱晃动模拟不同加速条件下，液体在汽车油箱中的自由液面晃动模拟显示油箱底部的挡板可以保持入油口浸没在油中，如果没有挡板时，入油口在某些时间会露出油面FuelTankWithoutBafflest=1.05sect=2.05secFuelTankWithBaffles化学反应流TemperatureinaGasFurnaceCO2MassFraction

8、StreamFunction化学反应流的应用FLUENT包含了从计算均相反应到非均相反应的多个反应模型炉子锅炉热处理炉燃气轮机火箭发动机内燃机CVD,催化反应反应流一般预测流动和混合温度组分浓度颗粒和污染背