两相热力学平衡 (TPTE) 模型参考

两相热力学平衡模型是简化的多相混合物实现。此模型适用于热力学平衡中涉及相同物质的两种相(通常为水和蒸汽)的应用。

在此模型中,通过假设悬浮液是均匀的单相系统来减少计算量。可以使用静焓分布和热力学平衡的假设来计算相的分布。

1. 两相热力学平衡模型参考
理论 请参见两相热力学平衡
提供方式 [物理连续体] > 模型 > 多相流模型
节点路径示例 连续体 > 物理 1 > 模型 > 两相热动力学平衡
要求
前提条件选择:
  • 材料多相
  • 多相流模型两相热力学平衡

此模型仅与单组分相兼容。

激活 物理模型

自动选择的模型:

多相相互作用

相间相互作用模型:

两相平衡相互作用(在相间相互作用中自动激活)

代数滑移(仅适用于分离流)

请参见代数滑移模型属性

漂移通量(适用于耦合流体和分离流)

请参见漂移通量模型

壁面沸腾(必须在物理连续体中激活重力模型)

请参见壁面沸腾模型

材料

动力粘度

比热

导热率

湍流普朗特数

请参见材料和方法

边界输入 请参见边界设置
区域设置 物理条件:
  • 能量源选项
  • 初始条件选项
  • 动量源选项
  • 湍流源选项(对于湍流粘滞态)
请参见区域设置
求解器

分离流

分离能量

隐式耦合

场函数

Mass Fraction of [phase]([相] 的质量分数)

Specific Heat of [phase]([相] 的比热)

Thermal Conductivity of [phase]([相] 的导热率)

Static Enthalpy at Saturation Temperature of [phase]([相] 的饱和温度下的静焓)

请参见场函数

代数滑移模型属性

速度比率
指定滑移速度比率。此值为 Eqn. (2954) 中的 S

此值可定义为常数或场函数(通常由用户自定义)。

漂移通量模型

漂移通量模型通过本构关系考虑相间的相对运动。能量贡献受限制,以避免亚冷却水或过热蒸汽。
亚松弛因子
Eqn. (2938)Eqn. (2939) 中对通过漂移通量模型计算的动量和能量源的松弛不足。如果漂移通量模型是模拟中数值振荡的可疑原因,则减小此因子以提高稳定性。默认值为 1.0。
最大加速度变化
Eqn. (2938) 中限制对动量方程的漂移通量贡献。此专家属性以最大加速度阈值表示。此阈值表示与重力相比的漂移通量动量源的上限。默认值为 10.0,大多数情况下都被认为是一个合理的值。

通过指定两个定义作用于气相的曳力的参数,可以完成漂移通量模型中的相关性。这两个参数为:

分布参数

指定反映空隙率和速度分布中非均匀性的分布因子。此值为 Eqn. (2944) 中的 C 0

此值可以定义为常数 – 一个由三部分(二维时为两部分)组成的逗号分隔数字 – 或者定义为场函数(通常由用户自定义)。

漂移速度

指定体积加权平均漂移速度。此值为 Eqn. (2944) 中的 v d r

此值可定义为常数、场函数(通常由用户自定义)或者复合值。对于三维问题,复合值具有三个分量(例如,X, Y, Z),或者对于二维问题,其具有两个分量(例如,X, Y)。

壁面沸腾模型

下列壁面沸腾模型可用:

Rohsenow 沸腾
请参见 Rohsenow 沸腾模型属性
过渡沸腾
请参见过渡沸腾模型属性

材料和方法

动力粘度
流体混合物的动力(剪切)粘度是剪切流体阻力的度量。此值为公式中的 μ m 。使用体积加权混合法计算。
比热

流体混合物的比热为添加到混合物的热与产生的温度变化的比率。此值为公式中的 C p 。使用质量加权混合法计算而得。

请参见相耦合流体能量模型参考

导热率

流体混合物的导热率是对混合物导热能力的度量。此值为公式中的 λ 。使用体积加权混合法计算。

湍流普朗特数
湍流普朗特数是流体混合物中动量涡流扩散率与热传递涡流扩散率的比率。它用于对湍流边界层流中的热传递建模。

在粘滞态中选择湍流模型时激活。

边界设置

流入边界处不考虑任何漂移通量效应。包含漂移通量的流入边界条件可能表示边界处出现相间传递(如沸腾或冷凝)。使用两相热力学平衡模型时,在均匀相混合物进入域的位置而非相间传递出现的位置中设置流入边界。

流入边界
体积分数
每个相占据计算网格单元体积的体积比。
指定边界值时,对可为相体积分数设置的值没有限制。但是,为确保总体积分数为 1.0,Simcenter STAR-CCM+ 对每个相体积分数使用标准化值。
压力出口
体积分数
每个相占据计算网格单元体积的体积比。
  • 仅当有回流时,此设置才相关。如果没有回流,忽略此设置。

  • 如果有回流,且压力出口处只有一个相,则将该相的体积分数设为 1。

  • 如果有回流,且出口处存在相的混合物,则压力出口无法正确捕获物理值。(压力出口假定跨流出交界面的压力为常数。)建议将域扩大,以便不再发生回流。

区域设置

能量源选项
用于指定单个区域的能量源选项。

请参见能量源选项

初始条件选项
用于自定义单个区域的初始条件。

请参见设置特定区域的初始条件

动量源选项
方法 对应的物理值节点
动量源选项
  • 指定

将指定的动量源添加到动量方程。

选择指定方法时:

动量源
动量源速度导数

请参见动量源选项

湍流源选项
在物理连续体中激活湍流模型时可用。
方法 对应的物理值节点
湍流源选项
  • 指定

  • 环境

选择指定方法时:

比耗散率源

适用于 K-Omega 湍流模型。

请参见 K-Omega 区域参考

湍动能源

适用于 K-Omega 和 K-Epsilon 湍流模型。

湍流耗散率源

适用于 K-Epsilon 湍流模型。

湍流耗散率源导数

适用于 K-Epsilon 湍流模型。

湍动能源导数

适用于 K-Epsilon 湍流模型。

请参见 K-Epsilon 区域参考

选择环境方法时:

环境湍流指定

场函数

Mass Fraction of [phase]([相] 的质量分数)
网格单元中特定相的质量与总质量的比率。
Specific Heat of [phase]([相] 的比热)
Thermal Conductivity of [phase]([相] 的导热率)
Static Enthalpy at Saturation Temperature of [phase]([相] 的饱和温度下的静焓)