氣-液-固三相流模擬的案例
Fluent-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）
wb.rar
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。
視頻教程播放地址：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10308
展開 氣-液-固 三相體系 CFD 模擬方法簡介
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。為了簡化處理，Grevskott 等將液相以及固相兩相看作一個擬均相（漿液相）處理，通過修正漿液粘度以及密度的方式考慮固體顆粒的影響，將氣 - 液- 固三相漿態模擬簡化成氣體-漿液相兩相模擬，基于雙流體框架下研究氣泡尺寸的分布、液體的循環以及固體顆粒的運動。Wen 和 Xu 等也將液-固看作擬均相進行二維穩態模擬，采用 ksus-εsus-kb-εb 湍流模型計算氣-液-固漿態床內的流動并且采用沉降擴散模型描述固體顆粒的軸向分布。Feng 等也將液相以及納米顆粒兩相看作擬均相處理，在 CFD 模擬中考慮的曳力、升力以及虛擬質量力，重點考察時均徑向氣含率以及液速分布。
Mitra-Majumdar 等采用三歐拉方法進行三相漿態床的二維軸對稱模擬，并且對相間作用力進行修正，在研究氣 - 液相間作用力時考慮固體顆粒的影響，在研究液 - 固相間作用力時考慮氣體的影響，最終重點考察了表觀氣速、液速以及固體顆粒循環速度對氣含率以及固含率分布曲線的影響。Padial 等采用三歐拉方法進行了三相漿態內環流反應器三維模擬，重點考察導流位置對氣含率以及循環液速的影響，通過模擬發現提高導流筒位置會導致環流液速降低。需要指出，在其模擬中氣 - 固之間與氣 - 液之間采用相同的曳力模型，該方法不適用于高固含率的情況。Mationis 等采用 Gidaspow 等提出的 Kinetic-Theory-Based 模型描述氣 - 固之間的相間作用，并采用 k-ε 湍流模型描述液相湍流，重點考察固體顆粒的時均速度、濃度分布以及雷諾應力的變化，并與實驗結果進行對比。
展開 氣-液-固三相體系CFD模擬方法：理論框架與應用拓展
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(漿液相)處理，通過修正漿液粘度以及密度的方式考慮固體顆粒的影響，將氣-液-固三相漿態模擬簡化成氣體-漿液相兩相模擬，基于雙流體框架下研究氣泡尺寸的分布、液體的循環以及固體顆粒的運動。
Wen 和 Xu 等也將液-固看作擬均相進行二維穩態模擬，采用 ksus-εsus-kb-8b 湍流模型計算氣-液-固漿態床內的流動并且采用沉降擴散模型描述固體顆粒的軸向分布。
Feng 等也將液相以及納米顆粒兩相看作擬均相處理，在 CFD 模擬中考慮的曳力、升力以及虛擬質量力，重點考察時均徑向氣含率以及液速分布。
Mitra-Majumdar 等采用三歐拉方法進行三相漿態床的二維軸對稱模擬，并且對相間作用力進行修正，在研究氣 - 液相間作用力時考慮固體顆粒的影響，在研究液 - 固相間作用力時考慮氣體的影響，最終重點考察了表觀氣速、液速以及固體顆粒循環速度對氣含率以及固含率分布曲線的影響。
Padial 等采用三歐拉方法進行了三相漿態內環流反應器三維模擬，重點考察導流位置對氣含率以及循環液速的影響，通過模擬發現提高導流筒位置會導致環流液速降低。需要指出，在其模擬中氣 - 固之間與氣 - 液之間采用相同的曳力模型，該方法不適用于高固含率的情況。
展開 接fluent流固耦合，氣液，氣固兩相流，pbm氣泡碰撞，破
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。
積鼎 VirtualFlow 案例 | 環路熱管相變換熱模擬，實現微通道氣液兩相、單相及流固耦合仿真計算
方案總結
本軟件可以對流體回路的部件及換熱器等進行微觀的氣液兩相、單相、流固耦合等模擬仿真計算，提取所仿真的物理現象及趨勢，并與理論計算比較驗證。以用戶提供的某型熱管物理參數為輸入，可以仿真計算該型熱管隨著功率變化的瞬態溫度變化趨勢，仿真獲得的結果與用戶提供的實驗結果相比較，趨勢一致。
相變和瞬態計算的精度和收斂性，一直以來都是流體仿真的難點。本軟件通過算法和工程實踐相結合，可以高精度的模擬環路熱管中吸液芯的毛細現象、蒸發冷凝等相變過程，填補國產軟件在這個領域的空白，同時計算精度和效率比肩國外主流軟件。
基于軟件在沸騰換熱、冷凝換熱和毛細力現象等方面有高精度的預測能力，所以可以在化工、核電、汽車、電子電器、生物等相變換熱場景較多的行業進行推廣應用。
展開 【往年優秀論文賞析】氣固流化床CFD 模擬曳力模型的選用及驗證
摘要：本文以新奧集團煤基低碳能源國家重點實驗室建設的冷態模擬裝置為例，采用FLUENT 軟件考察不同曳力模型對流動的影響，并通過冷態實驗進行驗證。結果表明，采用修正后的Syamlal-O，brien 曳力模型模擬的流場比Gidaspow 曳力模型與冷態模擬實驗流場現象更類似。通過對比最小流化速度、床層壓降和膨脹高度等因素，驗證了曳力模型選擇的合理性。
1. 前言
近年興起的計算流體力學（CFD）在多相流模擬方面得到了廣泛的應用。通過CFD 建立氣化爐流體力學模型，可以模擬氣化爐內顆粒的分布情況和氣固兩相流動規律，為研究顆粒和氣流的運動對煤顆粒的燃燒和氣化等化學反應的影響提供有效信息。
目前CFD 在多相流模擬應用最廣泛的兩個模型為歐拉—歐拉擬流體模型和歐拉—拉格朗日離散相模型。但受計算機資源的限制，對于大規模的氣固多相流模擬大多采用歐拉—歐拉擬流體模型。該模型是在一定的濃度下，把離散的固體顆粒相看做假想的連續介質，即“擬流體”假設，這樣顆粒就具備了與氣相相似的動力學特性，也可以用相同形式的流體力學守恒方程加以描述。氣固相間的相互作用通過氣固曳力予以耦合，其大小決定了氣流對固體顆粒的夾帶和輸送能力及其在床內的運動狀態。
曳力是表征氣固兩相間相互作用和動量交換的重要參數，在雙流體模型中氣固曳力模型能否準確模擬顆粒的速度場決定了數值模擬在總體上的正確性。其它影響因素如湍流效應通過模型封閉方法予以考慮，通過文獻報道與實驗論證大部分采用k-ε 模型。目前應用較廣泛的流體模擬軟件有FLUENT、CFX 等。本文主要采用FLUENT軟件，其中氣固曳力模型包括：Syamlal-O，brien、Wen&Yu 和Gidaspow 三種模型。
展開 