Chpter20通用多相流模型(General Multiphase Models) 打印稿(6)

formulation。为了提高相界面的清晰度，你应慎重考虑以上所述。

5． Steady-state with the implicit interpolation scheme：如果你要寻找稳态解和中间的瞬 态行为不感兴趣，

并且最终的稳态解不被初始流动条件影响而每相有明显的inflow boundary,这个公式可以使用。

使用这个公式，select Implicit as the VOF Scheme.

！！上面为Euler explicit time-dependent formulation讨论的结果也适用于the implicit steady-state formulation。为了提高相界面的清晰度，你应慎重考虑以上所述。

！！对于the geometric reconstruction 和 donor-acceptor schemes，如果你使用了conformal grid（也就是，在两个子

边界相交的边界上网格节点的位置是一样（identical）的），你必须保证在这个区域内没有双边（0厚度）壁面。如果有，你必须split them, as described in Section 5.7.8. 例子 为了帮助为你的问题选择最好的公式，使用不同公式的例子列举如下：

1． jet breakup：time-dependent with the geometric reconstruction scheme（or the donor-acceptor or Euler explicit

scheme if problems occur with the geometric reconstruction scheme）。

2． shape of the liquid interface in a centrifuge: time-dependent with the implicit interpolation scheme。 3． flow around a ship's hull: steady-state with the implicit interpolation scheme 20.6.5定义均匀多相流（Defining a Homogeneous Multiphase Flow）

如果你使用的是混合模型，你可选择不做滑流速度的计算而求解一个均匀的多相流问题（也就是，所有相有着相同的速度），默认情形，FLUENT会为第二相计算滑流速度，如Section 20.3.4所述。如果你想求解一均匀多相流问题，在Mixture Parameters下关掉Slip Velocity。 20.6.6包含气穴影响（Including Cavitation Effects）

对混合的欧拉模型计算，包含气穴影响是可能的。为了选气穴模型，在Multiphase Model panel中Interphase

Mass Transfer下打开Cavitation。 由于气穴影响，接下来你应指定在使用传质计算时的两个参数。这些参数的指定应当于调查下的流动特征参数

相一致：Reynolds number and cavitation number。在Multiphase Model panel中Cavitation Parameters下面，设

置Vaporization Pressure（pv in Equation 20.5.5）和Bubble Number Density（? in Equation 20.5.2）。?的默认值是10000，由Kubota et al推荐。默认的pv值是2367.8，环境温度下水的汽化压力。 模拟气穴的详细内容见Section 20.5。

20.6.7定义相概述（Overview of Defining the Phases）

为了定义相（包括它们的材料属性）和相间的相互作用（例如，VOF模型中的表面张力和壁面粘附，混合模型中的滑流速度函数，欧拉模型中的曳力函数），你将使用Phases panel (Figure 20.6.2). Define

Phases...

Figure 20.6.2: The Phases Panel

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这个面板中Phase下的每一项两类之一，如在Type列表中所示：primary-phase指出了所选项是主相，

secondary-phase指出所选项是第二相。指定相之间的相互作用，点击Interaction... button.。 为VOF模型、混合模型、欧拉模型定义相及其相互作用的说明由Sections 20.6.8, 20.6.9和20.6.10分别给出。 20.6.8为VOF模型定义相（Defining Phases for the VOF Model）

在VOF计算中为主相和第二相指定必要的信息和它们的相互作用的说明由下面给出。

！！通常，你可以你喜欢的任何方式指定主相和第二相。考虑你的选择如何影响问题的设置是一种很好的主意，

特别是在复杂的问题中。例如，对区域一部分中的一相，如果你计划patch其初始体积份额为1，指定这个相为第二相更方便。同样，如果一相是可压缩的，为了提高解的稳定性，建议你指定它为主相。 ！！记住，只能有一相是可压缩的。确定你没有选择可压缩材料（也就是对密度使用可压缩理想气体定律的材料）

为多于一相的。See Section 20.6.16 for details.

Defining the Primary Phase 按以下步骤为VOF计算定义主相：

1． Select phase-1 in the Phase list.

2． Click Set..., and the Primary Phase panel (Figure 20.6.3) will open.

Figure 20.6.3: The Primary Phase Panel

3． In the Primary Phase panel, enter a Name for the phase.

4． Specify which material the phase contains by choosing the appropriate material in the Phase Material drop-down list. 5． Define the material properties for the Phase Material.

（a） Click Edit..., and the Material panel will open.

（b） In the Material panel, check the properties, and modify them if necessary. (See Chapter 7 for general

information about setting material properties, Section 20.6.16 for specific information related to compressible

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VOF calculations, and Section 20.6.17 for specific information related to melting/solidification VOF calculations.)

!! If you make changes to the properties, remember to click Change before closing the Material panel. 6.Click OK in the Primary Phase panel.

Defining a Secondary Phase

按以下步骤为VOF计算指定第二相：

1． Select the phase (e.g., phase-2) in the Phase list.

2.Click Set..., and the Secondary Phase panel (Figure 20.6.4) will open.

Figure 20.6.4: The Secondary Phase Panel for the VOF Model

3.In the Secondary Phase panel, enter a Name for the phase.

4.Specify which material the phase contains by choosing the appropriate material in the Phase Material drop-down list. 5.Define the material properties for the Phase Material, following the procedure outlined above for setting the material

properties for the primary phase. 6.Click OK in the Secondary Phase panel.

Including Surface Tension and Wall Adhesion Effects

如在Section 20.2.8中讨论的，表面张力影响的重要性取决于毛细管数Ca(defined by Equation 20.2-16)的值，或

者Weber number ,We(defined by Equation 20.2-17).如果Ca>>1或者We<<1，表面张力的影响可以忽略。 ！！注意如果你在表面张力有重大影响的计算区域内使用四边形或六边形网格，表面张力影响的计算会更精确。如

果你在整个区域内不使用四边形或六边形网格，那么你应当使用在影响区域内用四边形或六边形的混合网格。 如果你想包含沿着一对或多对相的界面上的表面张力的影响，如在Section 20.2.8中述的，点击Interaction... to

open the Phase Interaction panel (Figure 20.6.5)

Figure 20.6.5: The Phase Interaction Panel for the VOF Model

.

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包含沿着一对或多对相界面上表面张力（and, if appropriate, wall adhesion））的影响，遵循以下步骤：

1． Turn on the Surface Tension option.

2． 如果你想包含壁面黏附的，turn on the Wall Adhesion option. (When Wall Adhesion is enabled, you will need to

specify the contact angle at each wall as a boundary condition (as described in Section 20.6.14.)

3． 对于你想包含表面张力影响的每一对相，指定一个常数表面张力系数。默认情况，所有表面张力系数都为零，表

示沿着两相界面上没有表面张力。 ！！对于涉及到表面张力的计算，建议你在Multiphase Model panel中为Body Force Formulation打开Implicit Body Force。这样做由于压力梯度和动量方程中表面张力的部分平衡，从而提高了解的收敛性。详细内容见Section 22.3.3. 20.6.9定义混合模型中的相（Defining Phases for the Mixture Model）

在混合模型计算中为主相和第二相指定必要的信息和它们的相互作用的说明由下面给出。

!!记住，只能有一相是可压缩的。确定你没有选择可压缩材料（也就是对密度使用可压缩理想气体定律的材料）为多于一相的。See Section 20.6.16 for details.

Defining the Primary Phase

在混合模型计算中定义主相的步骤与在VOF计算中相同。详细内容见Section 20.6.8.

Defining a Secondary Phase

在混合模型计算中定义第二相的步骤如下：

1． Select the phase (e.g., phase-2) in the Phase list.

2． Click Set..., and the Secondary Phase panel (Figure 20.6.6) will open.

Figure 20.6.6: The Secondary Phase Panel for the Mixture Model

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3． In the Secondary Phase panel, enter a Name for the phase.

4． Specify which material the phase contains by choosing the appropriate material in the Phase Material drop-down list. 5． Define the material properties for the Phase Material, following the same procedure you used toset the material

properties for the primary phase(see Section 20.6.8). For a particulate phase (which must be placed in the fluid

materials category, as mentioned in Section 20.6.1), you need to specify only the density; you can ignore the values for the other properties, since they will not be used.

6． In the Secondary Phase panel, specify the Diameter of the bubbles, droplets, or particles of this phase ( d p in

Equation 20.3-12). You can specify a constant value, or use a user-defined function. See the separate UDF Manual for details about user-defined functions. 7． Click OK in the Secondary Phase panel.

Defining the Slip Velocity

如果你在混合计算中要求解滑流速度，你想指定滑流速度的定义，click Interaction... to open the Phase Interaction

panel (Figure 20.6.7).

Figure 20.6.7: The Phase Interaction Panel for the Mixture Model

在Slip Velocity下面，你可以通过在附近下拉列表中选择合适的项目给与主相相关的第二相指定滑流速度函数。

1． Select maninnen-et-al (the default) to use the algebraic slip method of Manninen et al. [ 150], described in

Section 20.3.4

.

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