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5.1 欧拉模型概述

ANSYS Fluent中的欧拉多相模型允许对多个独立但相互作用的相进行建模。这些相可以是几乎任何组合的液体，气体或固体。与用于离散相模型的欧拉-拉格朗日处理相反，每个阶段都使用欧拉处理。

使用欧拉多相模型，次要相的数量仅受内存需求和收敛行为的限制。只要有足够的存储空间，就可以对任意数量的次级阶段进行建模。但是，对于复杂的多相流，您可能会发现解决方案受到收敛行为的限制。有关多阶段建模策略，请参见《用户指南》中的欧拉模型。

ANSYS Fluent的欧拉多相模型无法区分流体-流体流和流体-固体（颗粒）多相流。颗粒流仅仅是涉及至少一个已被指定为颗粒相的相的流。

ANSYS Fluent解决方案基于以下内容：

①所有阶段均共享一个压力。

②求解每个阶段的动量和连续性方程。

③以下参数可用于颗粒相：

可以为每个固相计算颗粒温度（固体波动能量）。您可以选择代数公式，常数，用户定义的函数或偏微分方程。

 固相剪切和体积粘度是通过将动力学理论应用于颗粒流而获得的。也可提供用于模拟颗粒流动的摩擦粘度。您可以为所有属性选择适当的模型和用户定义的功能。

④有几个相间阻力系数函数可用，适用于各种类型的多相状态。（您也可以按照Fluent自定义手册中的说明，通过用户定义的函数来修改相间阻力系数。）所有k-ε和k-ω湍流模型均可用，并且可能适用于所有相或混合物。

5.2 欧拉模型的局限性

除以下限制外，ANSYS Fluent中可用的所有其他功能均可与欧拉多相模型一起使用：

①没有基于每个阶段的雷诺应力湍流模型。

②粒子跟踪（使用拉格朗日分散相模型）仅与主相相互作用。

③使用欧拉模型时，无法对具有指定质量流率的沿河周期性流量进行建模（允许您指定压降）。

④不允许无粘性流动。

⑤不允许熔化和固化。

⑥并行跟踪粒子时，如果启用了共享内存选项（《用户指南》中的“离散相模型”的并行处理），则DPM模型不能与欧拉多相模型一起使用。（请注意，在并行运行时，使用消息传递选项可以使所有多相流模型与DPM模型兼容。）

要从单相模型更改为多相模型，您将需要执行一系列步骤。您将必须先设置混合溶液，然后再设置多相溶液。但是，由于多相问题是紧密联系在一起的，因此最好开始使用初始的一组保守的参数（时间和空间的一阶）直接解决多相问题。这当然取决于问题。除其他事项外，修改包括引入多个相的体积分数α₁，α₂……，以及在相之间交换动量，热和质量的机制。

5.3 体积分数方程

多相流互穿连续体的描述结合了相体积分数的概念，此处用表示。体积分数代表每个相所占据的空间，并且每个相分别满足质量守恒定律。守恒方程的推导可以通过对每个相位的局部瞬时平衡进行平均[6]或使用混合理论方法[42]来完成。

相的体积定义为V_q 

                         

相的有效密度为：

可以通过隐式或显式时间离散化求解体积分数方程。有关这两种VOF方案的详细信息，请参阅“隐式公式”和“显式公式”。

5.4 守恒方程（质量、动量、能量后面叙述）

5.5 界面浓度Interfacial Area Concentration

界面面积浓度定义为每单位混合物体积两相之间的界面面积。这是预测通过相之间界面的质量，动量和能量转移的重要参数。当将Eulerian多相模型与非颗粒第二相一起使用时，可以让ANSYS Fluent通过以下两种方法之一来计算界面面积：

①使用界面区域浓度中所述的输运方程式。这允许气泡直径的分布和聚结/破裂效应。

②在指定的气泡直径和界面区域浓度之间使用代数关系。

代数界面面积模型是从球形气泡或液滴的表面积与体积之比得出的：

气泡或液滴直径为d_p，使用欧拉多相模型时可用的代数模型是（后期是沸腾模拟，所以只介绍沸腾的）：

①：Ishii Model（仅沸腾流动）：仅在激活沸腾模型时才可用的Ishii模型也会修改粒子模型，并导致α_p的分段线性函数，当α_p接近1时，α的分段线性函数接近0。

在Fluent中，α_prict选择为0.25。

②：用户定义的（仅沸腾流）请参见Fluent自定义手册中的DEFINE_EXCHANGE_PROPERT

③Particle Model

对于体积分数为α_p的分散相p，粒子模型估计界面面积浓度，如下

5.6 相间交换系数 Interphase Exchange Coefficients

①这里沸腾用的是 Ishii模型

下图是fluent界面：

常见的其他模型还有：

5.7 提升力Lift Force

对于多相流，ANSYS Fluent可以包括升力对次级相颗粒，液滴或气泡的影响。这些升力主要是由于初级相流场中的速度梯度作用在粒子上。对于较大的颗粒，升力将更为显着，但是ANSYS Fluent模型假设颗粒直径远小于颗粒间的间距。因此，包含升力不适用于紧密堆积的颗粒或非常小的颗粒。

升力系数模型Fluent在公式17–254中提供了多种升力系数模型。以下各节将介绍这些模型。

       ①Moraga升力模型

②Saffman-Mei升力模型

③Legendre-Magnaudet升力模型

④Tomiyama升力模型

⑤或者，您可以为升力系数（DEFINE_EXCHANGE_PROPERTY）指定常数或用户定义的函数。有关如何在模拟中包括升力的详细信息，请参考《 Fluent用户指南》中的“包括升力”。

本文沸腾用的是Tomiyama升力模型

Tomiyama适用于椭圆形和球形帽形结构中较大规模的可变形气泡的升力。与Tomiyama和wall lubrication模型一样，该模型取决于Eötvös数。它的主要特征是预测气泡大小的交点，在该交点处，颗粒变形会引起升力符号的反转。在Fluent中实现的模型是Frank等人在原始Tomiyama lift model（1998）[460]的基础上进行的轻微修改。（2004）[132]：

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