多孔区域工作流

要模拟多孔材料，将区域类型设为多孔区域，然后设置孔隙率以及惯性和粘性系数。动量方程中的多孔源项需要这些设置。如果湍流模型处于活动状态，指定多孔区域的下游湍流量。还有一个选项可用于控制多孔介质通量的使用。

1. 选择区域 > [多孔区域] 节点。
2. 将类型设为多孔区域。
3. 在选定区域下，选择物理值 > 孔隙率并设置方法属性的值。对物理值 > 弯曲执行同样的操作。

   孔隙率 $\chi$ 和弯曲 $\tau$ 用于对组分输运和被动标量传输的扩散系数进行比例缩放。孔隙率用于计算多孔区域中的有效导热率。

   孔隙率定义为多孔区域的开放体积与总体积之比，并作为标量分布输入。对于非稳态流计算，孔隙率用于在连续性、能量和组分方程的时间导数项中修改流体密度 $\rho$；$\rho$ 将替换为乘积 $\rho \chi$。这种替换表明流体仅占据体积的一部分。对于有效导热率，孔隙率用于混合多孔区域中表示的流体和固体材料的导热率。请参见表观速度公式。

   弯曲定义为多孔材料中两点之间的实际（卷积）路径长度与连接这两点的直线路径的长度之比。多孔区域的弯曲度越高，扩散率越低，因为卷积路径会减慢材料扩散速度。

4. 指定多孔阻力。多孔惯性阻力 ${\mathbf{\text{P}}}_i$ 和多孔粘性阻力 ${\mathbf{\text{P}}}_v$ 定义为张量分布。可为区域指定这些属性。
   • 选择 [多孔区域] > 物理值 > 多孔惯性阻力，然后选择方法属性。对多孔粘性阻力重复该操作。

   • 对于多相流，为每个相选择 [多孔区域] > 相条件 > [相] > 物理值 > 多孔惯性阻力。选择方法属性的值，并指定所选张量的每个分量的局部方向和值。

     对多孔粘性阻力重复该操作。

     在 [多孔区域] > 物理值 > 多孔惯性阻力和多孔粘性阻力中，方法属性分别自动设为混合物多孔惯性阻力和混合物多孔粘性阻力。

5. 如果使用分离流模型，决定是否求解动量通量。默认情况下，通过增加对流和粘性通量的项对动量方程进行求解。请参见 Eqn. (1843)。要忽略这些项，编辑区域 > [多孔区域] > 物理条件 > 多孔介质通量选项节点，然后激活减少动量通量属性。

   忽略这些项可减少计算开销，但会降低流动求解器的稳定性。因此，最好使用默认设置。

6. 如果使用 VOF 多相流模型或欧拉多相混合物模型，则确定是否添加用户指定的体积分数源。

   要添加这些源，选择区域 > [多孔区域] > 物理条件 > 体积分数源选项节点，然后激活相源项属性。

   在物理值节点下，指定体积分数源、体积分数源压力导数和体积分数源体积分数导数。

7. 如果通过多孔区域的流体是湍流，在物理条件管理器中选择湍流指定节点。此节点包含方法属性，该属性针对如何在多孔区域中设置湍流尺度提供了多个选项。在物理值节点下指定合适的湍流量。

   在多孔区域中，湍流传输方程没有得到求解。离开多孔区域的流体中的湍流量由用户自定义值构成；它们不从多孔区域的上游侧传输。

8. 如果模拟涉及跨多孔区域传输能量，指定多孔固体材料和穿过该材料的流体的热属性。当某个流体能量模型处于活动状态时，多孔区域的物理值节点中会提供以下值：
   • 固体密度
   • 固体比热
   • 固体导热率

   流体能量模型包括耦合能量以及分离流体焓、温度和焓模型。