多相流
關注創建者：johnchee 創建時間：2016-03-16
多相流的視頻教程
基于fluent的多相流數值仿真進階方法
基于fluent的多相流數值仿真進階方法 適用人群：多相流、數值仿真，化工等相關工程師，學生等 基于fluent的多相流數值仿真進階方法（免費）【已結束】 直播時間：2023-05-23 19:30 直播內容： 本次課程主要對fluent中多相流的一些用的較少的方法進行介紹，案例講解等，包括： 1、Udf實現化學反應 2、Pbm模型的應用 3
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Ansys Fluent從零基礎到熟練掌握系列課（七）多相流VOF
學習方法 2.案例7多相流VOF a. 流程步驟 b. 2d模型創建 c. Ansys mesh網格劃分 d. 多相流及VOF介紹 e. VOF關鍵設置 點擊鏈接可直接跳轉到總的系列課程鏈接。
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Ansys Fluent從零基礎到熟練掌握系列課（十）多相流Eulerian
學習方法 2.案例10多相流Eulerian a. 流程步驟 b. Eulerian介紹 c. Eulerian關鍵設置 測試：多相流及旋轉機械內容 點擊鏈接可直接跳轉到總的系列課程鏈接。 https://www.yqgqt.org.cn/video/c210631 系列課程介紹如下 四、課程有多少個章節？多少學時？
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多相流的實例教程
多相流通常包括氣-液、液-液、液-固、氣-固、氣-液-液、氣-液-固或氣-液-液-固混合物的流動。本系列文章主要討論氣-液和液-液混合物的建模與仿真，并簡單介紹固-氣和固-液混合物仿真。此外，我們還將介紹 COMSOL 軟件的CFD 模塊和微流體模塊中的一些案例模型和仿真策略。
不同尺度的多相流仿真
通過數值仿真可以研究不同尺度的多相流。最小的尺度在幾分之一微米左右，而最大的尺度可達幾米或幾十米。不同的尺度甚至可以相差大約 8 個數量級，最大的尺度可能比最小的尺度大 1 億倍。這表明在整個尺度范圍內，使用同一個力學模型在數值上無法解析從最小尺度到最大尺度的多相流。因此，多相流仿真通常被劃分為不同的尺度。
在較小的尺度上，可以對相邊界的形狀進行詳細建模；例如，氣泡與液體之間的氣液界面的形狀。在 COMSOL 軟件中，這種模型稱為分離多相流模型，通常使用表面追蹤法來描述此類模型。
在較大的尺度上，如果必須詳細描述相邊界，那么模型方程根本無法求解。反之，我們可以使用場，例如體積分數，來描述不同的相，而在所謂的分散多相流模型方程中，例如表面張力、浮力和相邊界之間的傳遞等相間效應被看作源和匯。
分離多相流模型詳細描述了相邊界，而分散多相流模型只考慮分散在連續相中的相的體積分數。
上圖顯示了分離和分散多相流模型的主要區別。在上述兩個示例中，均使用函數 Φ 來描述氣相和液相。但是，在分離多相流模型中，不同相之間相互排斥，并存在一個清晰的相邊界，在此邊界上相場函數 Φ 發生突變。除了追蹤相邊界的位置以外，相場函數沒有任何物理意義。
在分散多相流模型中，函數 Φ 描述了氣相（分散相）和液相（連續相）的局部平均體積分數。
展開 計算流體力學的發展為進一步了解多相流的動力學特性提供了基礎。目前多相流數值計算主要有兩種方法:歐拉-拉格朗日法和歐拉-歐拉法。
01—
fluent中的多相流模型
在歐拉-歐拉方法中，不同的相在數學上被視為相互滲透的連續相。由于某一相的體積不能被其他相所占據，因此引入了相體積分數的概念。假設這些體積分數是空間和時間的連續函數，它們的和等于1。推導出各相的守恒方程，得到各相具有相似結構的方程組。這些方程通過提供從經驗獲得的本構關系而封閉，或者，在粒狀流動的情況下，通過動力學理論的應用而封閉。在ANSYS Fluent中，提供了三種歐拉多相流模型: volume of fluid (VOF) 模型, mixture模型, 和 Eulerian 模型。
VOF模型
VOF模型是一種應用于固定歐拉網格的表面跟蹤技術。VOF模型用于兩種或多種不混溶的流體，而流體之間的界面位置是我們感興趣的。在VOF模型中，流體共享一組動量方程，并且在整個域中跟蹤每個計算單元中每種流體的體積分數。VOF模型可應用于：
分層流動、自由表面流動、填充、晃動、大氣泡在液體中的運動、潰壩后液體的運動、射流破裂的預測(表面張力)以及任何液-氣界面的穩態或瞬態跟蹤。
Mixture模型
混合模型可用于兩種或兩種以上的相(流體或顆粒)。在歐拉模型中，相被視為相互滲透的連續體。
展開 例如，利用機器學習算法對多相流模型進行優化和參數調整，提高模型的預測能力；通過數據挖掘技術分析多相流模擬數據，發現隱藏的物理規律和特征等；神經網絡生成代理模型，加快復雜裝備優化迭代速度。
圖 7 VirtualFlow中人工智能的應用
多相流模型在核電領域的應用廣泛而深入，涵蓋了核反應堆設計與優化、熱工水力分析、安全分析與評估、事故模擬與研究等多個方面，為核電站的安全、高效運行提供了有力的技術支持。隨著研究的不斷深入和技術的不斷發展，多相流模型在核電領域的應用前景將更加廣闊。
穩態和瞬態仿真
多相流計算可以是穩態的，也可以是瞬態的。
穩態計算適合最終結果與初始條件無關、并且各相入口邊界差異較大的物理過程。通常將其他多相流物理現象建模為與時間有關的物理過程。由于需要求解額外的方程式，并且做瞬態模擬，多相流模擬計算量非常大。ANSYS CFD提供了高效的并行計算方法，從而使多相流模型計算保持在合理的時間范圍內。
2.多相流仿真的展望與應用
即使當今多相流仿真功能已經十分強大，但是工程師仍在努力推進多相流仿真的邊界。
他們將融入并模擬更多的物理模型：物化反應、運動物體、高速、尺寸變化、相變和熱交換，并解決更大規模物理系統的問題。例如，一家能源生產商對油水重力分離器進行了模擬，網格總數超過10億個單元。
除了石油和天然氣，化工、電力、汽車、航空航天和海工裝備等工業領域也在更多地應用多相流模擬。
例如，泳裝生產廠商Speedo應用多相流模擬優化護目鏡設計。相比于游泳者體型，液滴尺寸非常小，護目鏡模擬需要高精度網格捕捉液滴作用力。水膜厚度至少需要10個網格單元解析計算，進而導致網格總數急劇增加。
Speedo應用多相流模擬設計高性能泳鏡，
由Speedo提供。
多相流仿真案例分享：全自動洗碗機
為了優化全自動洗碗機的能量使用效率和用水量，工程師運用多相流和多物理場模擬多種流型變化：從旋轉臂上的噴嘴噴出的射流、射流飛濺在餐具上形成水膜、液膜或水滴從餐具上滑落以及旋轉臂下的積水過程。
他們使用ANSYS Fluent的拉格朗日方法模擬了水噴射流以及液滴從旋轉噴射臂到餐具的完整運動過程。
展開 翻譯：趙亞 上海安世亞太CFD高級應用工程師
文章發布：上海安世亞太官方訂閱號（搜索：PeraShanghai）
聯系我們：021-58403100
本文共計1320字，閱讀時間預計5分鐘
編者按
上周我們談到多相流的分類及仿真方法，如果大家記憶有些模糊的話，點此鏈接來回憶上篇內容吧！接下來作者會進行案例分析和行業解決方案解析，展示ANSYS在多相流仿真領域的運用。
多相流仿真展望
即使當今多相流仿真功能已經十分強大，但是工程師仍在努力推進多相流仿真的邊界。
他們將融入并模擬更多的物理模型：物化反應、運動物體、高速、尺寸變化、相變和熱交換，并解決更大規模物理系統的問題。例如，一家能源生產商對油水重力分離器進行了模擬，網格總數超過10億個單元。
除了石油和天然氣，化工、電力、汽車、航空航天和海工裝備等工業領域也在更多地應用多相流模擬。
例如，泳裝生產廠商Speedo應用多相流模擬優化護目鏡設計。相比于游泳者體型，液滴尺寸非常小，護目鏡模擬需要高精度網格捕捉液滴作用力。水膜厚度至少需要10個網格單元解析計算，進而導致網格總數急劇增加。
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孟棟棟 | 神州數碼（中國）有限公司 流體工程師
孟棟棟，從事CFD仿真7年時間，主要擅長電池熱管理（BTMS）、換熱器性能優化及復雜多相流分析領域。熟悉Ansys Fluent等主流仿真工具。
一、智能熱流體仿真軟件AICFD
AICFD由天洑自主研發，在業界率先引入人工智能技術，高效解決工業級流動、傳熱、多相流、噪聲及燃燒等復雜仿真問題，為工程師提供更高效、精準、易用的流體仿真解決方案。
AICFD 2026R1版本更新聚焦在智能建模、AI網格、幾何模塊、旋轉機械、多相流及后處理等方面。
掌握旋轉流場及多相流仿真的前處理、網格劃分及求解器設置。
獲得流場、傳熱及空化結果的后處理與分析技能。
通過與實驗數據對比來驗證 CFD 結果，并對設備進行優化設計。
課程要求
參加本課程的前提是具備基礎的技術教育背景，并對流體力學或流體動力學概念有基本了解。
適合人群：熱設計工程師、電子散熱工程師、結構工程師
NO.6 Ansys Fluent 2026新功能介紹及行業應用
核心價值：GPU原生求解器性能提升40%+，內存節省25%；支持VOF多相流+能量方程、沸騰傳熱等復雜問題。
Web UI 覆蓋更多核心模型（多相流、燃燒、傳熱、電化學）；表達式（Expressions）能力全面增強：PyFluent API更新；HPC Platform Services（HPS）（一鍵提交本地/云端作業、遠程后處理與自動報告生成）
點擊立即報名
3/27 | Ansys medini 2026 R1新功能及案例分享
時間：14:00-15:00
其挑戰在于傳統的仿真分析方法涉及流固耦合、多相流、動網格、瞬態分析等多個仿真領域的技術難點，導致仿真分析的計算效率低下，計算資源消耗過高，難以輸出可靠的仿真結果。
一、AICFD簡介
智能熱流體仿真軟件AICFD由天洑自主研發，在業界率先引入人工智能技術，高效解決工業級流動、傳熱、多相流、噪聲及燃燒等復雜仿真問題，為工程師提供更高效、精準、易用的流體仿真解決方案。
二、版本更新簡介
AICFD 2026R1版本更新聚焦在智能建模、AI網格、幾何模塊、旋轉機械、多相流及后處理等方面。
全類型仿真分析，覆蓋核心需求：支持全尺度流場分析（穩態/瞬態、層流/湍流等）、全類型熱管理（共軛傳熱、自然/強制對流、輻射等）、多物理場耦合（流-固-熱-聲-運動聯動），還可實現多相流、旋轉機械、氣動噪聲、非牛頓流體等復雜場景仿真，同時支持與Altair? EDEM? 耦合，完成顆粒-流體系統仿真，滿足不同行業的個性化需求。
3.
此外我們的技術支持團隊可提供現場安裝評估服務，針對復雜工況（如真空系統、高壓反應釜、多相流等）定制最優安裝方案。
? 精準空泡捕捉：VOF 多相流模型配合空化模型，清晰捕捉空泡壁面分離、擴張及表面閉合現象。
? 收斂性優化：針對高速沖擊工況，優化了耦合時間步與內迭代策略，確保計算穩定。
3. 資源包清單（所見即所得）
CFD 模型 (.sim)：STAR-CCM+ 原文件，包含完整的網格劃分、VOF設置、重疊網格及協同仿真接口設置。
