Simcenter STAR-CCM+ 中的多孔介质模型使用物理速度公式。此公式考虑了流进入多孔介质时的速度增加。
在下面的方程中,速度指物理速度。关于能量,Simcenter STAR-CCM+ 中的多孔介质模型提供非平衡或平衡建模。非平衡模型不假定液相和固相在相同温度下。它对液相和固相的单独能量传输方程进行求解。另一方面,平衡模型假定液相和固相在相同温度下。它对单个能量传输方程进行求解。
此公式假设孔隙率的阶跃变化只发生在交界面之间。区域内部孔隙率的任何阶跃变化都可能导致非物理结果。
- 体积分数
- 体积分数表示由 次多孔相所占的体积,与所有多孔相所占体积相对,与孔隙率和网格单元体积相关,如下所示:
(1850)
其中:
-
为
次多孔固相的体积。
-
为网格单元体积。
-
为孔隙率。
- 连续性方程
(1851)
其中:
-
为体积
-
为密度
- 为孔隙率
- 为物理速度
-
为用户自定义的源或汇。
- 动量方程
(1852)
其中:
-
为压力。
-
为单位矩阵。
-
为体积力矢量。
-
为多孔阻力,其中,
其中:
-
为粘性阻力张量。
-
为表观速度
。
-
为惯性阻力张量。
-
为用户自定义的动量源或汇。
- 热非平衡能量方程
(1853)
- 其中:
-
为流体的总能量
-
为流体的总焓
-
为
次固相的相互作用面积密度
-
为
次固相的有效导热率。
-
为应力张量
-
为用户自定义的流体能量源或能量汇。
-
为
次固相的固体温度
(1854)
其中:
-
为
次固相的密度
-
为
次固相的总能量
-
为
次固相的传导热通量
- 热平衡能量方程
(1855)
(1856)
(1857)
其中:
- 为液膜的比热容
-
为
次固相的比热容
-
为有效导热率,根据流体的导热率
和固体
,其中,
为第一个固相
导热率。
- 多孔交界面处的条件
-
在多孔交界面处,物理速度是不连续的。
下表列出了各种变量的多孔交界面条件:
变量 |
多孔交界面条件 |
物理速度 |
不连续 |
表观速度 |
连续 |
静压力 |
不连续 |
总压力 |
连续 |