多相流 — 欧拉方法

多相流体（多个流体在相关域中流动）在多种工业应用中发挥着重要作用。一般情况下，会将相与气体、液体或固体关联，这样的一些多相流体简单示例有：在一杯水中上升的气泡、大风卷起的沙粒以及空气中的雨滴。相的定义可以广义化并应用于其他流体特性，如尺寸、形状、密度和温度。

由于存在发生流体-流体属性跃变以及相间质量、动量和热交换的交界面，因此与模拟单相流体相比，此类流体的数值模拟增加了额外的复杂性。出于建模考虑，可以根据相间交界面的不断增加的空间尺度，将此类流体分为离散（气泡流体、液滴流体）、混合/间断（塞状流体、乱流体）和分离/分层（膜流体、环形流体、水平分层流体）。

类型	流态	几何	特性	示例
分层流体	膜流体		气体中的液膜 液体中的气膜	膜冷凝 膜沸腾
	环形流体		液芯和气膜 气芯和液膜	膜沸腾 锅炉
	射流体		液体中的气泡	雾化 喷射式冷凝器
	自由表面		填充有液体和气体（上方）的试验池	船用拖曳试验池和波浪 晃动
混合流体或转换流体	塞状流体		液体中的气泡	强制对流中的钠沸腾
	气泡环形流体		具有气芯的液膜中的气泡	带壁面成核机制的蒸发器
	液滴环形流体		具有液滴和液膜的气芯	蒸汽发生器
	气泡液滴环形流体		具有液滴的气芯和具有气泡的液膜	沸腾核反应堆通道
离散流体	气泡流体		液体中的气泡	化学反应器
	液滴流体		气体中的液滴	喷雾冷却
	颗粒流体		气体或液体中的固体颗粒	粉末运输

在多种实际应用中，大多数情况下域中存在多个流态。下图显示了此类流体的示例：

体积追踪/交界面捕捉法（如 VOF [523] 或水平设置法 [551]）非常适用于模拟具有大尺度交界面的分层多相流体。必须注意的是，计算网格单元的尺寸在将交界面分类为大尺度还是小尺度时至关重要。由于体积追踪/交界面捕捉法依赖于完全求解交界面，因此在离散流态建模精度同样重要的多尺度流体模拟中使用这些方法会导致成本过高。

另一方面，在 Simcenter STAR-CCM+ 中称作欧拉多相流 (EMP) 模型的双流体模型 [453] [479]，非常适用于离散流体和分离流的建模精度同样重要的离散流以及多尺度流体建模。