FLUENT中仿真顆粒物的數學模型都有哪些？

2016-09-25 by:CAE仿真在線來源:互聯網

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

這里提供一個PDF給各位學習,如果不看pdf,我這里給大家稍微總結:

顆粒物模擬可以使用三個模型

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格下的表面跟蹤方法。當需要得到一種或多種相互不相容流體間的交界面時,可以采用這個模型。在vof模型中,不同的流體組分共用著一套動量方程,計算時在整個流場的每個計算單元內,都記錄下個流體組分所占有的體積率。vof 模型的應用的例子包括分層流、自由面流動、灌注、晃動、液體中大氣泡的流動、水壩決堤時的水流以及求得任意液-氣分界面的穩態或者瞬態分界面。
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)。因為在歐拉模型中,各相被處理為相互貫通的連續體,混合物模型的求解的是混合物的動量方程,并通過相對速度來描述離散相。混合物模型的應用包括低負載的粒子負載流、氣泡流、沉降和旋風分離器。混合物模型也可用于沒有離散相相對速度的均勻多相流。
Eulerian 模型
歐拉模型是fluent中最為復雜的多相流模型。它建立了一套包含有n個動量方程和連續方程來求解每一相。壓力項和各界面交換系數是耦合在一起的。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模型適應于分層的或者自由表面流動,而mixture 模型和Eulerian模型適應于流動中有相混合或者分離,或者分散相的體積分數超過10%的情形。
為了更好地區分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域中的一部分,應當使用Eulerian模型。
2. 如果相間曳力規律是可利用的,Eulerian模型通常比mixture模型能給出更精確的結果。如果相間的曳力規律不明了,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模型計算量較小,如果精度要求很高,Eulerian 模型是更好的選擇。但是,復雜的Eulerian 模型比mixture 模型的計算穩定性要差。