流体分析(CFD) — 多相流 — 文章目录
多相流分析处理气液、固液、气固等多个相混合的流动。其特点是模型体系会随相的分布尺度(分散相粒径与流道尺寸之比)整体改变:分辨界面的VOF系、把各相作为相互渗透的连续体进行平均的欧拉-欧拉系、逐个追踪粒子的拉格朗日系(包括DEM),要根据对象选择。选错了,网格再细也收敛不到正确答案。
《欧拉-欧拉二流体模型》是鼓泡塔、流化床等分散相体积分数较高的系统的标准方法,文中讲解相间动量交换(曳力、升力、虚拟质量)模型的选择。《DEM-CFD耦合》把每个颗粒的接触力学(DEM)与流场双向耦合,用于粉体供给、气力输送和填充过程的设计。
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- 沸騰模型
沸腾模型用于多相流相变传热的数值模拟,最常用的RPI模型将壁面热流分解为三个成分。本文讲解其支配方程与沸腾机制、数值解法详解、气泡力模型、壁面函数处理、时间步长与稳定性, - 空化现象
空化现象是指液体局部压力降至饱和蒸气压以下时,液体中形成蒸气空洞(空化泡)的现象。发生在泵叶轮、船舶螺旋桨、阀门节流部等高速流场中。沸腾以温度上升为驱动力,空化则以压力下降为驱动力。 - DEM-CFD耦合
通过DEM-CFD耦合同时分析粒子与流体的相互作用。支持粒子流体模拟和流动层分析。阐述数值计算方法和实务应用。 - 液滴分裂模型
燃料喷射、喷涂、灭火器喷雾等场景中,液滴受空气力作用而分裂(二次分裂, secondary breakup)的过程模型。噴射后的大液滴分裂成更细小液滴的过程描述。Weber数 We 决定分裂模式(regime)。 - 欧拉-欧拉二流体模型
欧拉-欧拉二流体模型的理论和数值计算方法解说。气液二相流、多相流分析所需的支配方程和实务应用方法。CFD、相互作用模型。 - 欧拉型颗粒模型
欧拉型颗粒模型(Eulerian Granular Model)将粉末或颗粒集合体视为一种名为“颗粒相”的拟连续介质,并与气相一同纳入欧拉-欧拉法的框架中进行求解。 - 蒸发模型
CFD蒸发模型的理论、数值计算手法、实现方法说明。液体蒸发现象的模拟手法和软件比较。相变化、热传递分析对应。 - 液膜模型
液膜模型用于壁面薄液膜流动的多相流数值模拟,其支配方程包含液滴撞击、蒸发与飞散等源项。本文讲解膜厚与平均速度的表述、液滴壁面相互作用、数值解法详解与各工具实现, - 流动层模拟
流动层模拟的理论基础到数值计算手法、实务应用的完整讲解。通过CFD分析和DEM耦合来预测粒子流动和优化设计。 - 自由表面流
自由表面流是指液体与气体界面(自由表面)存在的流动总称,包括溃坝、舰船造波等多种情况。本文介绍了VOF法、Level Set法等主要分析方法,以及表面张力建模和Froude数等必要的物理理解。 - 拉格朗日粒子追踪(DPM)
拉格朗日粒子追踪法(DPM)逐个追踪颗粒、液滴和气泡的轨迹,适用于喷雾、粉体输送、气溶胶扩散、旋风分离等分散相体积分数较低(通常10%以下)的流动。讲解控制方程、单向/双向/四向耦合、湍流分散模型与常见问题。 - 个数密度函数法(PBM)
(Population Balance Model)是一种追踪气泡、液滴、粒子尺寸分布时空变化的模型。 - 凝固·铸造模拟
预测熔融金属冷却固化的过程。铸造充填·凝固分析、连续铸造的凝壳成长、焊接的焊珠成形、金属3D打印(PBF/DED)的熔融池行为等,涉及固液相变的流动·传热问题。焓法(Enthalpy-Porosity法)是标准手法。 - 喷雾·微粒化
喷雾·微粒化的CFD解析手法和数值计算。液滴分散、乱流混合的理论基础到实务应用。喷雾模拟、VOF法设计优化。 - VOF法(流体体积法)多相流分析
VOF法多相流分析技术详解,掌握流体体积法数值模拟原理、工程应用实践和CFD求解方案,适合两相流、气液混流和自由面问题模拟