多相框架
在数学方面,在 Simcenter STAR-CCM+ 的多相模型公式中有两个主要框架,即欧拉和拉格朗日建模策略。
欧拉方法
欧拉公式指定不同的相,其中流场被视为穿过计算网格上固定体积的连续场。对于计算网格的每个网格单元,将求解质量和其他变量的传输方程。此框架适用于以下模型:
- 离散多相流 (DMP)
- 欧拉多相流 (EMP)
- 液膜
- 混合多相流 (MMP)
- 两相热力学平衡
- 流体体积 (VOF) 多相
这些模型使用不同的方法来计算相之间的滑移并适用于不同的流态。
- 流态
- 模型可以假设一个相在另一个相中离散为液滴或气泡,或者两者相不互溶并在它们之间形成已分解的自由表面
- 相滑移
- 模型可以求解每个相的独立传输方程,从而为每个相生成独立的速度场。求解相的公共传输方程时,相之间的速度差(也称为滑移速度)可以进行代数建模或假设为零。
拉格朗日方法
拉格朗日模型将相求解为离散粒子束,每个粒子束表示多个液滴或颗粒。拉格朗日架构求解每个粒子束的运动方程以确定其轨迹,并当粒子束在空间和时间中移动时跟踪粒子束。Simcenter STAR-CCM+ 中的拉格朗日建模策略基于适用于以下模型的形状、体积载荷和接触/碰撞:
- 拉格朗日多相 (LMP) - 适用于小于 10% 的体积载荷。该模型可以通过修改拖曳法来考虑非球度,但不会考虑特定形状。它适合对可为液滴碰撞和破碎建模的喷雾进行建模。
- 离散元方法 (DEM) - 考虑颗粒的全部任意形状。该模型适合密集填充的或流化的材料。在颗粒广泛和密集分布的情况下,它考虑接触建模(包括颗粒形状的效应)。
每个多相模型都有不同的假设和状态适用性