界面面積濃度（Interfacial Area Concentration）定義為單位混合體積內兩相之間的界面面積。這是預測質量、動量和能量在相界面間傳遞的一個重要參數。使用非顆粒狀次相的混合多相流模型時，fluent可以通過以下兩種方式計算界面面積:

• 使用傳輸方程的界面面積濃度，這考慮到氣泡直徑的分布和合并/破裂效應。

• 使用指定氣泡直徑和界面面積密度之間的代數關系。

基于輸運方程的界面面積濃度(IAC)模型和代數模型之間的關鍵區別在于，代數模型假設界面是球形的，而IAC模型可以通過輸運方程的解直接預測界面面積濃度。

1 基于輸運方程的模型

在一個離散的(顆粒)和一個連續的兩相流系統中，離散相或顆粒的尺寸和分布會由于生長(顆粒間的傳質)、壓力變化引起的膨脹、聚結、破碎和/或成核機制而迅速變化。種群平衡模型很好地捕捉了這一現象，但由于需要用矩方法求解幾個輸運方程，需要較多計算資源，如果使用離散方法，則需要更多的計算資源。界面面積濃度模型對每個次相采用單一的輸運方程，并且特別適用于液體中的氣泡流動。界面面積濃度的輸運方程可以寫成：

界面面積濃度的源項有Hibiki-Ishii模型和Ishii- kim模型兩套，它們基于Ishii等人的研究成果。根據他們的研究，相互作用的機制可以歸納為五類:

• 由于湍流驅動的隨機碰撞而形成的合并；

• 由于湍流渦流的影響而破裂；

• 由尾跡夾帶引起的合并；

• 從大氣泡中分裂出的小氣泡；

• 由于氣泡表面的流動不穩定而導致大氣泡破裂。

在Fluent中，只考慮前三種影響。

1.1 Hibiki-Ishii Model

1.2 Ishii-Kim Model

重要提示： 目前，該模型僅適用于兩相流態，一相為氣相，另一相為液相，即氣泡柱應用。但是，你可以使用udf來包含自己的界面區域濃度模型，它可以應用于其他流態。

1.3 Yao-Morel Model

體積界面面積是在相間交換力的計算中出現的一個重要的量，如動量、質量和傳熱。Fluent中，Hibiki-Ishii模型和Ishii-Kim模型都是在氣泡流與體質量轉移的背景下實現的。存在對這兩個模型的擴展。根據Yao-Morel在核沸騰應用中所做的工作，這將包括壁上的非均勻傳質效應。體積界面面積輸運方程18.147包含一個成核項和聚結和破裂模型。Yao-Morel對合并項進行了如下建模:

2 代數模型

Gradient model

梯度模型不同于對稱模型，它引入了相界面的梯度作為界面長度的尺度。模型通常用于自由表面問題。在Fluent中有兩種版本的梯度模型:

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