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1、多相流模型,一.多相流概念与分类,定义：两种或两种以上不同相的流体混合在一起的流动,分类：1气-液或者液-液两2.气-固两相流3.液-固两相流4.三相流,第二相,主相,二.问题设置和基本流程,1.求解器的设置,步骤：Define-Models-solve.设置：1Pressure Base-基于压力求解器 2.隐形格式-Implicit 3.非定常流动-Unsteady,2.多相流模型,步骤：Define-Models-Multiphase.设置：混合模型-Mixture原因：VOF 模型适合于分层的或自由表面流，mixture 和Eulerian 模型适合于流动中有相混合或分离，或者分散相的
2、volume fraction 超过 10%的情形。（流动 中分散相的volume fraction 小于或等于 10%时可使用离散相模型）,两相之间没有滑移速度，因为这个过程是两相流是静止不动的，物体一定速度冲入两相中。,3.湍流模型,步骤：Define-Models-Viscous设置：K-模型原因：Spalart-Allmaras 机翼上的超音速、跨音速流动，边界层流动等k-模型应用广泛用于 可压缩，浮力，燃烧等。多相流动动量方程中所模拟的项数是非常大的，这使得多相流模拟中的紊流模型非常复杂。这一模型可以满足。k-模型对于有压力梯度的大范围边界层流动航天和涡轮机械领域,4.定义材料,5.
3、定义第二相,步骤：define-phase.设置：1.主相-air 2.第二相-water_liquid,6.边界条件设置与第二相体积分数设定,步骤：Define-Boundary Conditions.入口边界：pressure_inlet-压力入口 压力计算：,出口边界：pressure-outlet压力出口,6.边界条件设置与第二相体积分数设定,6.边界条件设置与第二相体积分数设定,第二相体检分数的设定,在边界条件界面中，选择第二相设定窗口，可任意设定空气或水的体积分数,7.解算器设置,步骤:solve-control-soultion设置：discretion中体积分数-QUICK格式
4、。QUICK体积分数解算器格式，是专门用于多相流计算的格式，适合大体积分数变化的流场计算。其他解算器为保证计算精确，设为二阶迎风格式,8.初始化设置,在初始化时，Y轴向速度为863m/s，这个速度值是流场在刚开始计算时的冲击速度，随着计算的深入，流场冲击速度会逐渐增大，最后达到预设的1700m/s。,9.putch设置,初始化补充，此项设置为补充两相流的初始化，不经过此项补充在计算时会默认为单项。,水的体积分数,三.结果分析,因为网格形状及其质量对两相流的计算收敛性影响非常大，所以在计算时，我们采用了两套网格进行计算即六面体网格和四面体网格，然后比较计算结果。在两相流计算过程中有主相和第二相的
5、设置区别，为了考察两种设置的关系，我进行了水是第二相及空气是第二相的两种设定计算。,蓝色面为压力入口，红色面为压力出口，黄色面为对称面，黑色的地面和RVE框架为WALL,四面体网格,六面面体网格,网格划分,压力对比,四面体网格 空气为第二相,六面体网格水为第二相,六面体网格 空气为第二相,四面体网格水为第二相,速度对比,四面体网格 水为第二相,四面体网格 空气为第二相,六面体网格 空气为第二相,六面体网格 水为第二相,四面体-水为第二相-混合密度,四面体-空气为第二相-混合密度,四面体-水为第二相-空气密度,四面体-水为第二相-水的密度,四面体-空气为第二相-空气密度,四面体-空气为第二相-水
6、的密度,四面体网格各相密度,四面体-水为第二相-空气的体积分数,四面体-水为第二相-水的体积分数,四面体-空气为第二相-空气的体积分数,四面体-空气为第二相-水的体积分数,四面体网格各相体积分数,六面体-水为第二相-混合密度,六面体-空气第二相-混合密度,六面体-水为第二相-空气密度,六面体-水为第二相-水的密度,六面体-空气第二相-水的密度,六面体-空气第二相-空气密度,六面体网格的各相密度,六面体-水为第二相-空气的体积分数,六面体-水为第二相-水的体积分数,六面体-空气为第二相-空气的体积分数,六面体-空气为第二相-空气的体积分数,六面体网格的各相体积分数,四面体-水是第二相-速度迹线,四面体-空气第二相-速度迹线,六面体-水是第二相-速度迹线,六面体-空气是第二相-速度迹线,速度迹线,四面体-水为第二相-压力迹线,四面体-空气为第二相-压力迹线,六面体-水为第二相-压力迹线,六面体-空气为第二相-压力迹线,压力迹线,质量守恒对比,
