ANSYS FLuent多相流模型介绍

自然和工程中多数流动现象都是多相的混合流动。物理上物质的相分为气相、液相和固相。但在多相流系统中相的概念意义更广泛。在多相流中，相被定义为-种对浸没其中的流体及势场有特定的惯性响应及相互作用的可分辨的物质。例如，同一种物质的不同尺寸颗粒都可以被看作不同的相，因为相同尺寸的颗粒集合对流场具有相似的动力学响应。多相流具有多种存在方式，以两相体系为例，可分为:气液多相体系，气固多相体系;液固多相体系;不相溶的液液体系。

Fluent对于多相流问题提供了VOF、Mixture、Eulerian-Eulerian、DPM等模型，其中：

VOF主要用于相界面的追踪；
Mixture和Eulerian-Eulerian模型主要用于相间存在相互渗透现象的模拟。如：液体中存在气泡，气体中存在液滴；
DPM模型主要用于稀疏颗粒、液滴、气泡的轨迹追踪；
PBM模型用于模拟颗粒群问题。

Volume of Fluid模型（VOF）：

VOF简介
主要用于跟踪两种或多种不相容流体的界面位置，不考虑不同相的物质交换。
需要定义表面张力。
VOF主要应用于：分层流、自由液面流动、晃动、带气泡液体的流动、溃坝等。
使用限制：
只能用于压力基求解，不能用于密度基；
计算域内必须充满某种流体，不允许有不定义区域；

设置

Mixture模型（混合模型）：

简介
一种简化的多相流模型， 比VOF多考虑了质量交换。
主要应用于：低负载的粒子负载流、气泡流、沉降、旋风分离器等。
使用限制：
只能用于压力基求解，不能用于密度基；
不能模拟凝固和融化；
无法用于无粘计算；
壁面壳传导模型不能与Mixture同时使用
设置

Eulerian模型（欧拉模型）：

简介
最复杂的多相流模型，可应用与各种场合；
主要应用于：气泡柱、上浮、颗粒悬浮、流化床等。
使用限制
不能用于无粘流动；
不能模拟凝固和融化；
粒子追踪只与主相相互作用；
雷诺应力湍流模型无法在每一相上使用；
设置

DPM/DDPM/液膜模型更新

支持局部坐标系、表面随机注射、表格化颗粒直径分布、区域颗粒的加载、高分辨率的颗粒追踪方法、混合分数源项的线性化；

新增校准临界转变温度Tcrit的模型、Stochastic Kuhnke 液滴碰撞模、引入了四阶R-K方法