18.3 多相建模方法
计算流体力学的进展为深入了解多相流动提供了基础。目前有两种数值计算的方
法处理多相流:欧拉-拉格朗日方法和欧拉-欧拉方法。
• 18.3.1 欧拉-拉格朗日方法
• 18.3.2 欧拉-欧拉方法
18.3.1 欧拉-拉格朗日方法
在 Fluent 中的拉格朗日离散相模型(详见第 19 章)遵循欧拉-拉格朗日方法。
流体相被处理为连续相,直接求解时均纳维-斯托克斯方程,而离散相是通过计
算流场中大量的粒子,气泡或是液滴的运动得到的。离散相和流体相之间可以有
动量、质量和能量的交换。
该模型的一个基本假设是,作为离散的第二相的体积比率应很低,即便如此,较
大的质量加载率( )仍能满足。粒子或液滴运行轨迹的计算是
独立的,它们被安排在流相计算的指定的间隙完成。这样的处理能较好的符合喷
雾干燥,煤和液体燃料燃烧,和一些粒子负载流动,但是不适用于流-流混合物,
流化床和其他第二相体积率不容忽略的情形。
18.3.2 欧拉-欧拉方法
在欧拉-欧拉方法中,不同的相被处理成互相贯穿的连续介质。由于一种相所占
的体积无法再被其他相占有,故此引入相体积率(phasic volume fraction)的
概念。体积率是时间和空间的连续函数,各相的体积率之和等于 1。从各相的守
恒方程可以推导出一组方程,这些方程对于所有的相都具有类似的形式。从实验
得到的数据可以建立一些特定的关系,从而能使上述方程封闭,另外,对于小颗
粒流(granular flows),则可以通过应用分子运动论的理论使方程封闭。
2026-03-23 14:50:35
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