NFX CFD多孔介质模型——流体在土壤海绵岩石等孔隙材料中的流动（上）

多孔介质是描述由多相物质所占据的共同空间，也是多相物质共存的一种组合体，没有固体骨架的那部分空间叫做孔隙，由液体或气体或气液两相共同占有，相对于其中一相来说，其他相都弥散在其中，并以固相为固体骨架，构成空隙空间的某些空洞相互连通。

多孔介质模型用于分析诸如土壤、海绵、岩石、填充床，滤纸，多孔板，流量分配器和管束中的流体流动。实际中遇到上述模型时,网格划分将会遇到非常大的阻力,此时利用多孔介质的特性,可以有效避免无法创建网格的困扰。

2、NFX中的多孔介质模型实现原理

NFX中多孔介质材料的定义

运用多孔介质模型,我们无需建出实际多孔介质的构造,只需利用多孔介质特性表征流体流过该区域时的流体阻力,将压力损失反映在动量方程中。当考虑介质中的热传递时,将对能量方程进行适当修改并应用。

在低速流动的情况下，在多孔介质中发生的压力损失是由Darcy达西定律的孔隙率和粘度系数引起：

对于高速流动，包括与速度呈非线性关系的Forchheimer项。这两个术语称为粘性损失和惯性损失，通常出于流动分布等目的考虑每个方向的各向异性。

动量守恒方程式的源项包括压力损失量，符号为正的部分作为反应项，如果将其余部分视为生成项，则可获得数值上稳定的结果。

当考虑孔隙率时，介质内部的流体速度是基于体积的平均速度，和渗流速度不同，其关系如下。

当考虑流体在介质中的传热时，需要定义多孔介质的材料和孔隙率，以便于分析流体的多孔介质中的热传递，然而流体与多孔介质的对流并不会被考虑在内。

各向异性或各向同性的粘性阻抗和惯性阻抗

通过速度压力实验数据获取粘性阻抗和惯性阻抗等关键参数

从这个方程式可以看出压降与速度的关系呈现二次多项式。二次多项式的具体关系，一般通过实验数据拟合出，并结合上式获得粘性阻抗D和惯性阻抗C。

3、基于多孔介质模型的催化转换器渗流分析

计算案例模型介绍

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