氣液二相流
關注創建者：姬冰燕 創建時間：2019-03-12
氣液二相流的視頻教程
Fluent多相流模型采用UDF相變程序模擬液氣相變
Fluent模擬液氣相變，相變程序采用VOF多相流，相變程序UDF，源文件和UDF程序在附件里面。視頻教程包括了建模、分網、設置、計算、UDF加載和后處理過程。
￥66 34分鐘 95播放
查看
Fluent專家-多相流-三相流-固液氣（水流對沙灘沖刷過程的數值模擬）
Fluent專家-多相流-案例8 （水流對沙灘沖刷過程的數值模擬） 案例簡介 模型如下圖所示，本案例對水流沖刷沙灘過程的氣固液三相流進行數值模擬，區域總長度2000mm，總高度為500mm，下半部分為一個傾斜的沙子區域，水流從左上角100mm高的進口流入，進去區域沖刷沙子，然后從右側500mm高的出口流出。 通過模擬，可以清楚地看到水流對沙灘的沖刷過程，以及氣固液三相的分布情況。
￥50 15分鐘 122播放
查看
Hypermesh_Fluent噴嘴及其外流場氣液兩相流VOF模型六面體網格劃分過程
01使用SolidWorks創建噴嘴及外流場幾何模型 02將幾何模型導入Hypermesh中 03然后在Hypermesh中劃分噴嘴及其外流場氣液兩相流VOF模型六面體網格 04設置Fluent要求的邊界層：入口、出口、壁面、對稱面等 05將模型導出case文件 06附件帶有設置好的fluent邊界條件case文件，導入fluent可直接求解，已經設置好邊界條件可參考
￥35 18分鐘 61播放
查看
氣液二相流的實例教程
本研究中，利用MSC Cradle，通過對分散多相流仿真功能進行氣液二相流仿真，對曝氣量進行考察和驗證，并進行散氣管形狀的優化設計。
標準參數
構造圖
大晃船舶污水處理裝置 SBH系列
仿真算例
圖1是在一定的流入條件下，從曝氣管出來的噴出空氣量分布的仿真結果。感覺上離空氣源近的地方空氣吹出的量會多一些，而一旦當空氣充滿后，出現了與想象相反的現象。如下圖2所示，散氣管內的流速分布受到空氣噴出孔徑和配置的影響，改變了噴出后空氣擴展分布。因為仿真結果與實驗結構基本吻合，在此基礎上利用仿真進行散氣管形狀的優化設計。
圖1
圖2
小結
利用MSC Cradle可以不用進行實際的曝氣池實驗，而通過仿真來設計船用污水處理裝置內的散氣管。根據仿真結果的指導設計并制作了設備，設計出的設備能夠均勻的曝氣，再一次證明了MSC Cradle可以作為開發設計階段的重要工具。
展開 這里要說的是氣提式水泵，它可以用來在水井和溫泉吸水，在凈化水池抽水等等。我們用屬于界面捕捉法的MARS法（Multi-interface Advection and Reconstruction Solver）對其自由表面流進行模擬。
氣提式水泵的設計已有200年以上的歷史。如圖2.3 所示，對安裝在水面下的抽水管的下部注入空氣，管內的水與空氣混合，比重變小而被往上推起。這就是氣提式水泵抽水的原理。由于構造簡單，少有故障，至今在各個領域得到廣泛的使用。其抽水量雖然可以根據空氣的流入量，浸水深度，揚程等用經驗公式來計算，有時也要根據不同目的而考慮是否要進一步充氣。因此必須掌握抽水管內氣液二相流的流型（請參照圖2.4）。如果可能的話，可以通過可視化實驗來觀察流型。但有時也會受各種條件的限制而無法做實驗。這時對流體進行仿真模擬來掌握流動型態就變得十分有效了。
圖2.3 氣提式水泵
圖2.4 管內氣液二相流的流型
圖2.5 用來作仿真模擬的水泵
這次模擬的水泵，如圖2.5所示，是由抽水管（5厘米見方）和送氣管（2厘米見方）構成。送氣管的前端，兩兩錯列地設置了四個空氣的流入口。水泵浸入水下1米深處，要把水汲取到比水面高出10厘米的容器里去。每個空氣流入口，每隔0.1秒注入流量為25L/min的空氣。呈現在圖2.6里的是模擬的結果。圖中以等值面來表示，使氣液界面可視化。混有空氣的水被抽取上來，成水花狀注入到容器里去，重現了水泵的工作狀態。圖2.7所示是抽水管中心斷面的氣液分布圖。藍色部分表示水，白色的為空氣。根據此圖，抽水管中的流動可以判斷為塞狀流（slag flow），您的看法呢？
圖2.6 等值面圖
圖2.7 氣液分布圖
來自：MSC軟件
展開 在氣液二相流仿真中，有時會遇到對沸騰流作模擬。近年來，由于所使用電腦的飛速發展，有關混相流課題的流體解析模擬問題差不多都得以解決。即便如此，仍有一些復雜的混相流現象難以進行模擬。其中之一就是沸騰流。沸騰流雖然在熱交換器，冷卻系統等許多工業領域中有廣泛的應用，但其流動方式會隨液體與傳熱表面的溫度差等因素而發生變化，是一種復雜的流動。如果從微觀尺度來著手處理沸騰流問題，就必須對傳熱表面氣泡核的生成，及其隨后的發展，脫離等過程一一建立模型，目前尚缺乏普遍適用的模擬方法。因此，只能從宏觀途徑來加以考慮。
圖21.1中展示的是，通過自由表面流仿真中的VOF法來模擬沸騰流，對蒸發和冷凝（液化）這樣的相變化過程，用F值（即流體體積率）的增減來加以表示，從而建立模型。同時，還考慮潛熱的吸收和釋放，以及因氣液態密度差引起的體積的增減。上述諸量的變化，在局部區域取得平衡。在此假定的前提下，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的Lee于1980年提出了有關蒸發和冷凝的一系列基礎方程式，從而建立起一個完整的模型。圖21.2就是Lee建立的模型，各個流體單元內的液體溫度若高于飽和溫度（即沸點）就蒸發，反之就液化。從這一假定出發，根據液體溫度與飽和溫度之間的差，同時考慮氣體與液體密度的不同，從而計算出相變化量的大小。
圖21.1 沸騰流的建模
圖21.2 Lee建立的模型
接下來，打算介紹這一章的模擬實例。作為第一個實例，首先來看一下圖21.3。在一個注了水的方形容器的底部加熱，我們來模擬從液相到氣相的相變化過程。圖中展示了VOF值為0.5的等值面。容器底部被加熱，產生了氣相（即氣泡），由于浮力的作用，氣泡徐徐上升，整個過程歷歷在目。
圖21.3 模擬實例之一：在容器底部加熱
另外，在氣相和液相之間的產生相變化時，物質的密度也隨之發生變化。
展開 接fluent流固耦合，氣液，氣固兩相流，pbm氣泡碰撞，破碎，pbm顆粒碰撞長大，udf碰撞機理，動量源，質量源，能量源，顆粒壁面吸附，初始化溫度場，流場相關udf等。
氣液兩相混合設備（如生物反應器）
設計中的難點
‐ 設備在放大和縮小過程中，了解性能的變化
‐ 了解氣體停留時間，氣含率的分布
‐ 防止氣體短路
‐ 傳質速率預測
‐ 防止渦流形成
‐ 限制剪切速率
Ansys技術方案
‐ ANSYS CFD仿真可以進行穩態、瞬態、氣液兩相的仿真，液相和氣相場可視化、可以進行氣泡停留時間預測、氣泡大小分布評估、傳質率 (KLa 預測)、獲得剪切率
推薦Ansys模塊
‐ Ansys CFD Premium + HPC Pack
Gas distribution in a reactor
蒸發冷凝
設計中的難點
- 冷卻液溫度對冷凝效果的影響
- 冷卻液損失分析
‐ 蒸發預測
‐ 冷凝對管材的影響
Ansys技術方案
‐ ANSYS CFD內部含有豐富的多相模型，冷凝和蒸發模型，SMB 沸騰模型，能夠幫助計算蒸汽、液體和冷凝水的體積分數，研究冷卻液損失對熱交換器性能的影響，管材和殼體上的熱負荷和結構載荷
推薦Ansys模塊
‐ CFD Premium + HPC pack+ Mechanical Enterprise + ncode
Condensation profile on heat exchanger tubes
鼓泡塔
設計中的難點
- 鼓泡塔具有良好的傳熱性能、結構簡單易于制造等特點，在石化石化領域有著廣泛的應用，但鼓泡塔內涉及復雜的多相流動，致使反應器設計放大存在困難
- 在不同操作條件下存在明顯的流型轉變
展開 
氣液二相流的相關專題、標簽、搜索
氣液二相流的最新內容
氣液緩沖器8小時前
如何計算節流孔
“Ansys 2025 全球仿真大會”仿真應用大賽優秀作品展示
本屆仿真應用大賽最終評選出 30 篇 TOP 優秀作品，分別榮獲一、二、三等獎及行業最佳實踐獎。近 200 位來自汽車、半導體、高科技、能源等行業的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創新實踐，充分展現了仿真技術的無限潛能。我們將陸續為大家分享獲獎佳作，帶您一同領略仿真賦能創新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感
關鍵詞：GROMACS；NaCl；氣液界面; 分子動力學；packmol
海水淡化、海氣相互作用及儲能電解質等領域，需要研究鹽溶液在氣?液界面處的微觀結構和動態行為。相比宏觀實驗，分子動力學（MD）模擬可直接揭示 Na+、Cl- 以及水分子在界面處的分布與取向，為理解表面張力、離子特異性（Hofmeister
“Ansys 2025 全球仿真大會”
仿真應用大賽優秀作品展示
本屆仿真應用大賽最終評選出 30 篇 TOP 優秀作品，分別榮獲一、二、三等獎及行業最佳實踐獎。近 200 位來自汽車、半導體、高科技、能源等行業的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創新實踐，充分展現了仿真技術的無限潛能。我們將陸續為大家分享獲獎佳作，帶您一同領略仿真賦能創新的非凡力量
前言
氣-液-固三相流體系廣泛存在于化工、能源、環境等工業領域，如費托合成漿態床、流化床反應器及礦物浮選過程。由于氣-液- 固三相漿態體系內在機理的復雜性，與兩相流模擬相比，基于氣-液-固三相CFD模擬相對不成熟，其計算流體力學（CFD）模擬一直是多相流領域的研究難點。下文介紹目前常見的氣-液-固三相體系CFD 模擬方法。
為了簡化處理，Grevskott 等將液相以及固相兩相看作一個擬均相
關鍵詞：FLUENT，噴管，VOF模型，計算流體力學，氣液流動
噴管是一種通過改變管段內壁的幾何形狀以加速氣體的裝置，使用FLUENT對某類似噴管的裝置進行氣液流動數值模擬，可以直觀的看到裝置內部氣液流動情況和相分布，進一步可以通過詳細的數值模擬可以對其進行不同結構參數和操作參數下的流場分析，探索更優結構參數及操作參數對其進行優化。
利用FLUENT軟件對其進行數值模擬時，首先建立三維模型
熱管作為一種高效的傳熱元件，具有結構簡單、傳熱效率高、無運動部件等優點，廣泛應用于航空航天、電子散熱、制冷空調、能源等多個領域。其中，環路熱管作為一種特殊的熱管形式，由于其冷凝段和蒸發段分開，能夠靈活地應用于各種復雜環境，如航天器內的熱量傳輸與散熱。
然而，隨著應用場景的日益復雜，熱管的設計與優化面臨著諸多挑戰。特別是在面對長距離、多點復雜熱源的散熱需求時，精確測量相變過程中的溫度、速度等參數變得極為困難
?
工業軟件作為 “工業制造的大腦和神經”，其重要性不言而喻。尤其是流體仿真板塊，國產軟件正在快速發展，打破國外技術壟斷，由積鼎科技自主研發的通用計算流體力學軟件VirtualFlow便是其中的引領者。這款自研軟件聚焦多相流，尤其在氣液兩相流仿真方向，在復雜工業場景中為國內眾多行業提供有效解決方案。
氣液兩相流：復雜而關鍵的流動現象
氣液兩相流，簡單來說，就是氣體和液體同時存在并相互作用的流動狀態
摘要：本文主要是針對VirtualFlow軟件中的LevelSet方法進行介紹，側重于軟件中LevelSet方法的特色及設置參數的背后原理，通過實驗對比說明該模型的仿真精度，最后對該模型的應用場景案例進行介紹。
1、VirtualFlow界面流模型
VF中有兩種處理界面流的方法，分別是VOF方法和LevelSet方法，兩種方法各有千秋，相關的不同與優劣，在本公眾號的文章《LMFD應用
關鍵詞：FLUENT，攪拌器，VOF模型，計算流體力學，氣液攪動
機械攪拌器廣泛應用于生物化工領域，但因攪拌引起的流型產生復雜的氣-液流體特性，使該流體特性定量測量很難有效進行，增加攪拌器的結構優化與放大設計的難度。使用數值模擬方法可以很好的解決以上問題。
利用FLUENT軟件對雙層三槳葉攪拌器的氣液攪動進行了數值模擬。通過精細的網格劃分和仿真設置，模擬了攪拌器內部的氣液流動情況，得到了其內部流場的速度分布
