分散相模型与颗粒运动方程解析

本文档主要介绍了FLUENT软件中处理多相流问题的分散相模型，特别是针对juniper ex4300设备的配置指南。分散相壁面射流边界条件用于模拟高Weber数喷射冲击壁面但不形成明显液膜的情景。文档还涵盖了颗粒运动方程、颗粒受力分析、质量传递和组分输运的模拟。 在多相流模拟中，质量传递是一个关键因素。文档提到了质量传递引起的源项、常速率单向质量传递模型以及如何通过用户定义函数(UDF)定义质量传递。此外，气穴模型也在23.7章节中进行了讨论。组分输运的模拟则在23.8章节被提及。 分散相模型（Discrete Phase Model, DPM）是一种处理弥散多相流的方法，它将流体相视为连续介质，而分散相如液滴、气泡或尘粒作为离散介质。这种模型结合了欧拉方法（用于连续相）和拉格朗日方法（用于分散相）。DPM允许双向耦合求解，即分散相与连续相之间可以交换动量、质量和能量。然而，当分散相的总体积分数超过10~12%时，颗粒间相互作用和颗粒相体积对连续相的影响不可忽略，模型的有效性可能会降低。 在DPM中，颗粒运动方程是通过积分拉格朗日参考系下的运动方程来计算颗粒轨迹的。颗粒在运动过程中受到多种力的影响，包括重力、浮力、阻力以及附加加速度项。阻力项通常由颗粒速度与连续相速度之差决定。颗粒受力分析还包括旋转参考坐标系内的附加力、压力梯度产生的力、"虚质量"力、Basset力和Magnus力等。 对于壁面射流边界条件，它适用于颗粒以射流形式冲击高温壁面而不形成显著液膜的场景。相反，"wall-film"边界条件描述的是颗粒在壁面上形成液膜的情况，而"interior"边界条件涉及颗粒穿过内部表面。用户也可以自定义分散相的边界条件使用UDF。 这个配置指南深入探讨了FLUENT软件在处理多相流问题时的分散相模型应用，特别是与juniper ex4300设备相关的设置和理论基础。这对于理解和模拟复杂流体环境中的颗粒行为至关重要。