FLUENT中仿真顆粒物的數(shù)學(xué)模型都有哪些？

2016-09-25 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

常常碰到顆粒的仿真問題,如碳粉燃燒、沙粒流動(dòng)、懸浮物流動(dòng)、流體雜質(zhì)、噴灑、液滴、其他顆粒等,對(duì)于這些問題,fluent中能不能處理?哪些模型可以使用?

這里提供一個(gè)PDF給各位學(xué)習(xí),如果不看pdf,我這里給大家稍微總結(jié):

顆粒物模擬可以使用三個(gè)模型

1、DPM,即分離相,可以模擬顆粒之間浮力、碰撞力、與液體的作用力、重力

2、多相流的混合模型

3、多相流的歐拉模型

VOF 模型
vof模型是一種在固定的歐拉網(wǎng)格下的表面跟蹤方法。當(dāng)需要得到一種或多種相互不相容流體間的交界面時(shí),可以采用這個(gè)模型。在vof模型中,不同的流體組分共用著一套動(dòng)量方程,計(jì)算時(shí)在整個(gè)流場(chǎng)的每個(gè)計(jì)算單元內(nèi),都記錄下個(gè)流體組分所占有的體積率。vof 模型的應(yīng)用的例子包括分層流、自由面流動(dòng)、灌注、晃動(dòng)、液體中大氣泡的流動(dòng)、水壩決堤時(shí)的水流以及求得任意液-氣分界面的穩(wěn)態(tài)或者瞬態(tài)分界面。
混合物模型
混合物模型可用于兩相流或者多相流(流體或顆粒)。因?yàn)樵跉W拉模型中,各相被處理為相互貫通的連續(xù)體,混合物模型的求解的是混合物的動(dòng)量方程,并通過相對(duì)速度來描述離散相。混合物模型的應(yīng)用包括低負(fù)載的粒子負(fù)載流、氣泡流、沉降和旋風(fēng)分離器?；旌衔锬Ｐ鸵部捎糜跊]有離散相相對(duì)速度的均勻多相流。
Eulerian 模型
歐拉模型是fluent中最為復(fù)雜的多相流模型。它建立了一套包含有n個(gè)動(dòng)量方程和連續(xù)方程來求解每一相。壓力項(xiàng)和各界面交換系數(shù)是耦合在一起的。耦合的方式則依賴于所含有的情況,顆粒流(流-固)的處理與非顆粒流(流-流)是不同的。歐拉模型的應(yīng)用包括氣泡柱、上浮、顆粒懸浮和流化床。

模型的選擇
VOF模型適應(yīng)于分層的或者自由表面流動(dòng),而mixture 模型和Eulerian模型適應(yīng)于流動(dòng)中有相混合或者分離,或者分散相的體積分?jǐn)?shù)超過10%的情形。
為了更好地區(qū)分mixture模型和Eulerian模型,給出以下建議:
1. 如果分散相有著寬廣的分布,mixture模型是最可取的。如果分散相只集中在區(qū)域中的一部分,應(yīng)當(dāng)使用Eulerian模型。
2. 如果相間曳力規(guī)律是可利用的,Eulerian模型通常比mixture模型能給出更精確的結(jié)果。如果相間的曳力規(guī)律不明了,mixture模型是最好的選擇。
3. mixture模型比Eulerian模型要少求解一部分方程,所以mixture模型計(jì)算量較小,如果精度要求很高,Eulerian 模型是更好的選擇。但是,復(fù)雜的Eulerian 模型比mixture 模型的計(jì)算穩(wěn)定性要差。