对两相热力学平衡流建模

两相热力学平衡模型是仅限对两个相建模的多相混合法。两个相（液体和蒸汽）必须为相同物质且为单组分，例如水和蒸汽。这两个相假设处于热力学平衡。

规划计算域时，在纯相进入域的位置（而不是在发生相间传递的位置）设置流入边界。

为物理连续体设置两相热力学平衡模拟：

  1. 右键单击连续体 > [物理连续体] > 模型节点，然后选择以下模型：

    组合框

    模型

    空间

    		 选择其中一个：

    • 轴对称

    • 三维（对于自适应网格为必需）

    • 二维

    时间

    		 隐式非稳态

    材料

    多相

    多相相互作用
    多相流模型
    • 两相热力学平衡
    粘滞态 选择其中一个：

    • 层流

    • 湍流
    流体 选择其中一个：
    • 分离流

    • 耦合流体
    能量 两相热力学平衡需要能量求解器。
    • 如果选择了分离流求解器，分离流体焓将自动激活。
    • 如果选择了耦合流体求解器，耦合能量将自动激活。
    可选模型

    如果要对壁面沸腾建模，选择重力。

    壁面沸腾模型在相间相互作用中变为可用。

    若要应用自动时间步控制，选择自适应时间步并设置“自适应时间步”求解器属性。

    请参见设置自适应时间步进。

    若要根据用户自定义细化准则局部细化网格，该准则在模拟运行时查询流体解以缩短计算时间，则选择自适应网格模型。一个示例应用是对蒸汽轮机转子中的冲击波建模。

    激活自由表面网格细化准则并指定适当的属性。

    请参见自适应网格加密。
  2. 创建两个欧拉相，通常一个是气相，一个是液相。对于每个相：
    1. 右键单击多相 > 欧拉相节点，然后选择新建。
    2. 右键单击[相] > 模型，然后单击选择模型。
    3. 在相模型选择对话框中，选择以下模型：

      组合框

      模型
      材料 选择以下某项：
      • 气体
      • 液体
      状态方程

      任何

      请参见常规状态方程模型。

      能量

      		 根据所选求解器，选择以下某项：
      • 分离流体焓
      • 耦合能量
      可选模型 壁面距离

      请参见壁面距离。
指定每个相的材料属性。
  1. 对于每个相，展开 [相] > 模型 > [相材料] > 材料属性节点，选择各个材料属性节点，并根据需要修改属性值。

指定混合物的材料属性。

  1. 展开多相 > 混合物 > 材料属性节点，选择各个材料属性节点，并根据需要修改属性值。

    可指定以下混合物属性：

    • 动力粘度
    • 比热
    • 导热率
    • 湍流普朗特数
  2. 设置每个相的初始体积分数。
    请参见设置初始条件。
  3. （可选）设置任何多孔区域。

    Simcenter STAR-CCM+ 采用两相热力学平衡提供多孔区域建模，它将源项引入动量传输方程以逼近压力损失。可以指定区域的孔隙率、每相的多孔惯性阻力和多孔粘性阻力，以及所需的任何体积分数源。

    请参见多孔区域工作流。

定义两个相互作用相之间的相间相互作用，并选择适当的相间相互作用模型。
  1. 右键单击多相流相互作用 > 相间相互作用节点，然后选择新建 > [主相] > [次相]。
    Phase Interaction 1(相间相互作用 1) 节点将添加到相间相互作用下。
  2. 右键单击 [相间相互作用] > 模型节点，然后单击选择模型。
  3. 在模型选择对话框中，按顺序激活以下模型：

    组合框

    模型
    启用模型 两相平衡相互作用

    可选模型

    以下相间相互作用模型可用：

    • 如果要比默认的两相热力学平衡多相混合物模型更有效地估计空隙率和混合物密度分布，选择代数滑移。

      此选项仅适用于分离流。

    • 如果要考虑相间相对运动的运动学效应，选择漂移通量。

      此选项适用于耦合流体和分离流。

    • 如果要对沸腾建模，选择壁面沸腾。

      在物理连续体中激活了重力模型时，此模型可用。

      激活壁面沸腾模型时，Rohsenow 沸腾和过渡沸腾模型在壁面沸腾模型组合框中可供选择。
  4. 设置相应的相间相互作用模型属性。
    请参见 Rohsenow 沸腾模型属性和过渡沸腾模型属性。
  5. 设置任何所需的监视器、绘图和场景。
  6. 运行模拟。