本文摘要(由AI生成):
本文主要介绍了计算流体力学在多相流研究中的应用,以及ANSYS Fluent中三种欧拉多相流模型的特点和适用范围。VOF模型适用于分层或自由表面流动,混合模型适用于相混合或分散相体积分数超过10%的流动,欧拉模型适用于颗粒状或非颗粒状流动的多相流问题。选择模型时需要考虑分散相分布、相间阻力定律和计算量等因素。
计算流体力学的发展为进一步了解多相流的动力学特性提供了基础。目前多相流数值计算主要有两种方法:欧拉-拉格朗日法和欧拉-欧拉法。
VOF模型
Mixture模型
Eulerian模型
正如本节所讨论的,VOF模型适用于分层或自由表面流动,混合和欧拉模型适用于相混合或分离或分散相体积分数超过10%的流动。(离散相体积分数小于或等于10%的流动可以用离散相模型来建模。)
要在混合模型和欧拉模型之间进行选择,你应考虑以下准则:
如果分散相分布较广(如果颗粒大小不同,且最大的颗粒没有从一次流场分离),混合模型可能更好(计算成本较低)。如果分散相只集中在域的一部分,那么应该使用欧拉模型。
适用于系统的相间阻力定律是可用的(可以在ANSYS Fluent中使用,也可以通过用户定义的函数使用),欧拉模型通常比混合模型提供更准确的结果。尽管你可以对混合模型应用相同的阻力定律,就像你可以对非颗粒欧拉模拟一样,如果相间阻力定律未知或者它们对系统的适用性值得怀疑,混合模型可能是一个更好的选择。大多数情况下,对于球形颗粒,Schiller-Naumann定律是足够的。对于非球形粒子,可以使用用户定义的函数。
如果你想求解一个更简单的问题,需要较少的计算量,混合模型可能是一个更好的选择,因为它求解的方程比欧拉模型少。如果精度比计算量更重要,欧拉模型是一个更好的选择。然而,欧拉模型的复杂性使其计算稳定性低于混合模型。