OpenFOAM创始人两相流模型研究

"OpenFoam创始人Henrik Rusche的论文‘Two-Fluid_Model_Henrik_Rusche_2002.pdf’主要探讨了计算流体力学（CFD）在高相分数分散两相流中的应用。这篇论文适用于学习CFD，特别是使用OpenFOAM软件的学者，因为国内关于这一主题的参考资料较为稀缺。" 正文： 计算流体力学（CFD）是研究流体流动及其与周围固体边界相互作用的重要工具，特别是在处理复杂流动问题时。本论文由OpenFOAM的创始人Henrik Rusche撰写，专注于分散两相流在高相分数条件下的CFD模拟。分散两相流是指两种或多种相混合，且每个相以独立粒子或液滴的形式存在，如泡沫、喷雾或气泡在液体中的流动。 论文的核心是开发和验证适用于高相分数分散两相流的CFD方法。这里采用的是Euler-Euler双流体模型，这是一种离散相与连续相均被视为流体介质的建模方式。该模型基于平均质量和动量守恒方程，用于描述两相流动的时间演变。然而，由于平均过程，需要额外的模型来处理相间动量传递和湍流封闭问题。 为了描述连续相的湍流，论文中采用了两方程k-ε湍流模型，并引入了附加项来考虑分散相对连续相湍流的影响。k-ε模型是一种广泛应用的闭合模型，用于预测湍流的平均速度梯度和湍动能耗散率。在高相分数条件下，这种模型的扩展是必要的，因为它必须能够捕捉到分散相的存在对整体流动结构的影响。 对于分散相的雷诺应力计算，论文可能采用了关联方法，这种方法通常涉及到湍流统计理论，用于推导分散相的湍流特性。这一步骤对于准确模拟两相间的相互作用至关重要，尤其是在颗粒或液滴与连续相之间的动量交换显著的情况下。 此外，论文还可能涉及了模型的验证，这是任何CFD方法发展的重要环节。这通常包括与实验数据的比较，以确保数值模拟结果的可靠性和准确性。验证过程可能涵盖了各种流动条件，从低速到高速，从亚临界到超临界状态，以及不同相之间的相对密度和尺寸差异。 Henrik Rusche的这篇论文为理解和模拟高相分数分散两相流提供了深入的见解，对于使用OpenFOAM或其他CFD软件进行此类流动模拟的研究人员来说，是一份宝贵的资源。尽管国内对此领域的研究资料较少，但通过这份论文，读者可以了解到如何在CFD框架内处理复杂的多相流动问题，尤其是当其中一相占据较大比例时。