多相流仿真

1. 多相流的基本概念

多相流是指流动介质中包含两种或更多不同相态（如气相、液相、固相）的流体。在工业和自然环境中，多相流现象非常普遍，例如石油开采中的油水混合物、化学反应器中的气液反应、大气中的雾霾等。多相流的仿真旨在预测这些流体在特定条件下的行为，为工程设计和优化提供依据。

2. ANSYS CFX中的多相流模型

ANSYS CFX提供了多种多相流模型，以满足不同的仿真需求。这些模型包括：

• Eulerian-Eulerian模型：适用于气-液、液-液等两相或多相流体的仿真，其中每一相都被视为连续介质。

• Eulerian-Lagrangian模型：适用于气-固、液-固等分散相的仿真，其中连续相采用欧拉方法，分散相采用拉格朗日方法。

• Volume of Fluid (VOF)模型：适用于自由表面流动的仿真，如水坝溃决、波浪生成等。

• Mixture模型：适用于混合物的仿真，如气泡流、颗粒流等。

3. Eulerian-Eulerian模型的理论基础

Eulerian-Eulerian模型是基于两相或多相流体的连续性假设，每一相都被视为一个连续介质。该模型通过求解每一相的质量、动量和能量守恒方程来描述流体的运动。主要的方程包括：

3.1 质量守恒方程

对于第 $k$ 相：

$$\frac{\partial ({\rho }_k{\alpha }_k)}{\partial t}+\nabla \cdot ({\rho }_k{\alpha }_k{\mathbf{u}}_k)={\dot{m}}_{k\to l}-{\dot{m}}_{l\to k}+S_k$$

其中：

• ${\rho }_k$ 是第 $k$ 相的密度

• ${\alpha }_k$ 是第 $k$ 相的体积分数

• ${\mathbf{u}}_k$ 是第 $k$ 相的速度

• ${\dot{m}}_{k\to l}$ 是从第 $k$ 相到第 $l$ 相的质量转移率

• $S_k$ 是第 $k$ 相的源项

3.2 动量守恒方程

对于第 $k$ 相：

$${\rho }_k{\alpha }_k\left(\frac{\partial {\mathbf{u}}_k}{\partial t}+{\mathbf{u}}_k\cdot \nabla {\mathbf{u}}_k\right)=-\nabla \cdot ({\alpha }_k{\mathbf{P}}_k)+\nabla \cdot ({\alpha }_k{\tau }_k)+{\alpha }_k{\mathbf{f}}_k+{\mathbf{F}}_{k\to l}-{\mathbf{F}}_{l\to k}$$

其中：

• ${\mathbf{P}}_k$ 是第 $k$ 相的压力张量

• ${\tau }_k$ 是第 $k$ 相的黏性应力张量

• ${\mathbf{f}}_k$ 是第 $k$ 相的体积力

• ${\mathbf{F}}_{k\to l}$ 是从第 $k$ 相到第 $l$ 相的相间力

3.3 能量守恒方程

对于第 $k$ 相：

$${\rho }_k{\alpha }_k\left(\frac{\partial h_k}{\partial t}+{\mathbf{u}}_k\cdot \nabla h_k\right)=\nabla \cdot ({\alpha }_k{\mathbf{q}}_k)+{\alpha }_k{S}_{h_k}+{\dot{q}}_{k\to l}-{\dot{q}}_{l\to k}$$

其中：

• $h_k$ 是第 $k$ 相的焓

• ${\mathbf{q}}_k$ 是第 $k$ 相的热流密度

• $S_{h_k}$ 是第 $k$ 相的能量源项

• ${\dot{q}}_{k\to l}$ 是从第 $k$ 相到第 $l$ 相的热交换率

4. Eulerian-Eulerian模型的设置

在ANSYS CFX中设置Eulerian-Eulerian模型时，需要考虑以下几个步骤：

4.1 定义多相流

首先，需要在 Domain 设置中定义多相流。选择 Multiphase 选项卡，选择 Eulerian-Eulerian 模型，并指定参与流动的各相。

// 设置多相流模型

DOMAIN:

  TYPE = FLUID

  MULTIPHASE:

    MODEL = Eulerian-Eulerian

    PHASES = Water, Air

  END

END

4.2 设置相间交互

相间交互是多相流仿真中的重要部分，包括相间曳力、热量交换等。在 Multiphase 选项卡中，选择 Interphase Transfer 子选项卡，设置相间交互参数。

// 设置相间曳力

INTERPHASE_TRANSFER:

  MODEL = Interphase Transfer

  PHASE = Water, Air

  DRAG:

    MODEL = Ishii

    COEFFICIENT = 0.44

  END

  HEAT_TRANSFER:

    MODEL = Ranz-Marshall

    COEFFICIENT = 2.0

  END

END

4.3 设置初始条件

初始条件对于多相流仿真至关重要。在 Initial Conditions 选项卡中，为每一相设置初始条件，包括体积分数、温度、速度等。

// 设置初始条件

INITIAL_CONDITIONS:

  PHASE = Water

  VOLUME_FRACTION = 0.5

  TEMPERATURE = 300 K

  VELOCITY = 0.1 m/s

END

INITIAL_CONDITIONS:

  PHASE = Air

  VOLUME_FRACTION = 0.5

  TEMPERATURE = 300 K

  VELOCITY = 0.1 m/s

END

5. Eulerian-Lagrangian模型的理论基础

Eulerian-Lagrangian模型适用于分散相的仿真，其中连续相采用欧拉方法，分散相采用拉格朗日方法。该模型通过追踪分散相的粒子轨迹来描述其在连续相中的运动。主要的方程包括：

5.1 连续相的动量守恒方程

$${\rho }_c\left(\frac{\partial {\mathbf{u}}_c}{\partial t}+{\mathbf{u}}_c\cdot \nabla {\mathbf{u}}_c\right)=-\nabla P+\nabla \cdot {\tau }_c+{\mathbf{f}}_c+{\mathbf{F}}_{c\to p}$$

其中：

• ${\rho }_c$ 是连续相的密度

• ${\mathbf{u}}_c$ 是连续相的速度

• $P$ 是压力

• ${\tau }_c$ 是连续相的黏性应力张量

• ${\mathbf{f}}_c$ 是连续相的体积力

• ${\mathbf{F}}_{c\to p}$ 是从连续相到分散相的相间力

5.2 分散相的运动方程

对于第 $i$ 个粒子：

$$\frac{d{\mathbf{u}}_i}{dt}=\frac{{\mathbf{u}}_c-{\mathbf{u}}_i}{\tau }+{\mathbf{f}}_i$$

其中：

• ${\mathbf{u}}_i$ 是第 $i$ 个粒子的速度

• $\tau$ 是松弛时间

• ${\mathbf{f}}_i$ 是作用在第 $i$ 个粒子上的力

6. Eulerian-Lagrangian模型的设置

在ANSYS CFX中设置Eulerian-Lagrangian模型时，需要考虑以下几个步骤：

6.1 定义连续相和分散相

首先，需要在 Domain 设置中定义连续相和分散相。选择 Multiphase 选项卡，选择 Eulerian-Lagrangian 模型，并指定参与流动的各相。

// 设置多相流模型

DOMAIN:

  TYPE = FLUID

  MULTIPHASE:

    MODEL = Eulerian-Lagrangian

    CONTINUOUS_PHASE = Water

    DISPERSED_PHASES = Sand

  END

END

6.2 设置粒子特性

在 Particles 选项卡中，定义分散相粒子的特性，包括直径、密度、初始速度等。

// 设置粒子特性

PARTICLE:

  PHASE = Sand

  DIAMETER = 0.1 mm

  DENSITY = 2500 kg/m^3

  INITIAL_VELOCITY = 0.1 m/s

  INITIAL_TEMPERATURE = 300 K

END

6.3 设置相间交互

相间交互是多相流仿真中的重要部分，包括相间曳力、热量交换等。在 Multiphase 选项卡中，选择 Interphase Transfer 子选项卡，设置相间交互参数。

// 设置相间曳力

INTERPHASE_TRANSFER:

  MODEL = Interphase Transfer

  PHASE = Water, Sand

  DRAG:

    MODEL = Morsi-Alexander

    COEFFICIENT = 0.44

  END

  HEAT_TRANSFER:

    MODEL = Ranz-Marshall

    COEFFICIENT = 2.0

  END

END

7. VOF模型的理论基础

Volume of Fluid (VOF) 模型是一种用于自由表面流动仿真的方法。该模型通过追踪流体界面的位置来描述自由表面的运动。主要的方程包括：

7.1 质量守恒方程

$$\frac{\partial (\rho \alpha )}{\partial t}+\nabla \cdot (\rho \alpha \mathbf{u})=0$$

其中：

• $\rho$ 是流体的密度

• $\alpha$ 是体积分数

• $\mathbf{u}$ 是流体的速度

7.2 动量守恒方程

$$\rho \alpha \left(\frac{\partial \mathbf{u}}{\partial t}+\mathbf{u}\cdot \nabla \mathbf{u}\right)=-\nabla P+\nabla \cdot \tau +\mathbf{f}$$

其中：

• $P$ 是压力

• $\tau$ 是黏性应力张量

• $\mathbf{f}$ 是体积力

8. VOF模型的设置

在ANSYS CFX中设置VOF模型时，需要考虑以下几个步骤：

8.1 定义多相流

首先，需要在 Domain 设置中定义多相流。选择 Multiphase 选项卡，选择 VOF 模型，并指定参与流动的各相。

// 设置多相流模型

DOMAIN:

  TYPE = FLUID

  MULTIPHASE:

    MODEL = VOF

    PHASES = Water, Air

  END

END

8.2 设置初始条件

初始条件对于VOF模型至关重要。在 Initial Conditions 选项卡中，为每一相设置初始条件，包括体积分数、温度、速度等。

// 设置初始条件

INITIAL_CONDITIONS:

  PHASE = Water

  VOLUME_FRACTION = 0.5

  TEMPERATURE = 300 K

  VELOCITY = 0.1 m/s

END

INITIAL_CONDITIONS:

  PHASE = Air

  VOLUME_FRACTION = 0.5

  TEMPERATURE = 300 K

  VELOCITY = 0.1 m/s

END

8.3 设置界面追踪

在 Multiphase 选项卡中，选择 Interface Tracking 子选项卡，设置界面追踪参数。

// 设置界面追踪

INTERFACE_TRACKING:

  MODEL = VOF

  RECONSTRUCTION = Geometric

  ADVECTION = High Resolution

END

9. Mixture模型的理论基础

Mixture模型适用于混合物的仿真，如气泡流、颗粒流等。该模型通过求解混合物的质量、动量和能量守恒方程来描述流体的运动。主要的方程包括：

9.1 质量守恒方程

$$\frac{\partial \rho }{\partial t}+\nabla \cdot (\rho \mathbf{u})=0$$

其中：

• $\rho$ 是混合物的密度

• $\mathbf{u}$ 是混合物的速度

9.2 动量守恒方程

$$\rho \left(\frac{\partial \mathbf{u}}{\partial t}+\mathbf{u}\cdot \nabla \mathbf{u}\right)=-\nabla P+\nabla \cdot \tau +\mathbf{f}$$

其中：

• $P$ 是压力

• $\tau$ 是黏性应力张量

• $\mathbf{f}$ 是体积力

9.3 能量守恒方程

$$\rho \left(\frac{\partial h}{\partial t}+\mathbf{u}\cdot \nabla h\right)=\nabla \cdot \mathbf{q}+S_h$$

其中：

• $h$ 是焓

• $\mathbf{q}$ 是热流密度

• $S_h$ 是能量源项

10. Mixture模型的设置

在ANSYS CFX中设置Mixture模型时，需要考虑以下几个步骤：

10.1 定义多相流

首先，需要在 Domain 设置中定义多相流。选择 Multiphase 选项卡，选择 Mixture 模型，并指定参与流动的各相。

// 设置多相流模型

DOMAIN:

  TYPE = FLUID

  MULTIPHASE:

    MODEL = Mixture

    PHASES = Water, Air

  END

END

10.2 设置相间交互

相间交互是多相流仿真中的重要部分，包括相间曳力、热量交换等。在 Multiphase 选项卡中，选择 Interphase Transfer 子选项卡，设置相间交互参数。

// 设置相间曳力

INTERPHASE_TRANSFER:

  MODEL = Interphase Transfer

  PHASE = Water, Air

  DRAG:

    MODEL = Schiller-Naumann

    COEFFICIENT = 0.44

  END

  HEAT_TRANSFER:

    MODEL = Ranz-Marshall

    COEFFICIENT = 2.0

  END

END

10.3 设置初始条件

初始条件对于Mixture模型至关重要。在 Initial Conditions 选项卡中，为每一相设置初始条件，包括体积分数、温度、速度等。

// 设置初始条件

INITIAL_CONDITIONS:

  PHASE = Water

  VOLUME_FRACTION = 0.5

  TEMPERATURE = 300 K

  VELOCITY = 0.1 m/s

END

INITIAL_CONDITIONS:

  PHASE = Air

  VOLUME_FRACTION = 0.5

  TEMPERATURE = 300 K

  VELOCITY = 0.1 m/s

END

11. 多相流仿真案例

11.1 气-液界面的VOF仿真

11.1.1 问题描述

考虑一个水槽中的气-液界面流动。水槽中初始时一半是水，一半是空气。仿真目的是预测气泡在水中的运动。

11.1.2 模型设置

1. 定义域和多相流

   
   // 设置多相流模型
   
   DOMAIN:
   
     TYPE = FLUID
   
     MULTIPHASE:
   
       MODEL = VOF
   
       PHASES = Water, Air
   
     END
   
   END
   
   

2. 设置材料属性

   
   // 设置材料属性
   
   MATERIAL:
   
     NAME = Water
   
     DENSITY = 1000 kg/m^3
   
     VISCOSITY = 0.001 Pa*s
   
   END
   
   MATERIAL:
   
     NAME = Air
   
     DENSITY = 1.2 kg/m^3
   
     VISCOSITY = 0.000018 Pa*s
   
   END
   
   

3. 设置初始条件

   
   // 设置初始条件
   
   INITIAL_CONDITIONS:
   
     PHASE = Water
   
     VOLUME_FRACTION = 0.5
   
     TEMPERATURE = 300 K
   
     VELOCITY = 0.1 m/s
   
   END
   
   INITIAL_CONDITIONS:
   
     PHASE = Air
   
     VOLUME_FRACTION = 0.5
   
     TEMPERATURE = 300 K
   
     VELOCITY = 0.1 m/s
   
   END
   
   

4. 设置边界条件

   
   // 设置边界条件
   
   BOUNDARY_CONDITIONS:
   
     NAME = Inlet
   
     TYPE = INLET
   
     LOCATION = Inlet
   
     FLOW_RATE = 0.1 m^3/s
   
     PHASE = Water
   
   END
   
   BOUNDARY_CONDITIONS:
   
     NAME = Outlet
   
     TYPE = OUTLET
   
     LOCATION = Outlet
   
     STATIC_PRESSURE = 0 Pa
   
   END
   
   BOUNDARY_CONDITIONS:
   
     NAME = Wall
   
     TYPE = WALL
   
     LOCATION = Wall
   
     VELOCITY = 0 m/s
   
     HEAT_TRANSFER = ADIABATIC
   
   END
   
   

5. 设置界面追踪

   
   // 设置界面追踪
   
   INTERFACE_TRACKING:
   
     MODEL = VOF
   
     RECONSTRUCTION = Geometric
   
     ADVECTION = High Resolution
   
   END
   
   

6. 设置求解器参数

   
   // 设置求解器参数
   
   SOLVER:
   
     TIME_STEPPING:
   
       TIME_STEP = 0.01 s
   
       TOTAL_TIME = 10 s
   
     END
   
     CONVERGENCE:
   
       CRITERIA = L2 Norm
   
       RELATIVE_TOLERANCE = 1e-6
   
     END
   
   END
   
   

7. 网格设置

   选择合适的网格类型和网格密度对于准确仿真气-液界面的运动至关重要。可以使用结构化或非结构化网格，根据具体问题选择适当的网格密度。

   
   // 网格设置
   
   MESH:
   
     TYPE = STRUCTURED
   
     SIZE = 0.01 m
   
   END
   
   

8. 后处理

   在仿真完成后，可以通过后处理工具可视化气-液界面的运动、速度分布、压力分布等结果。ANSYS CFX提供多种后处理工具，如 Contours、Vectors、Streamlines 等。

   
   // 后处理设置
   
   POST_PROCESSING:
   
     PLOTS:
   
       CONTOURS:
   
         VARIABLE = VOLUME_FRACTION
   
         PHASE = Water
   
         FILE = WaterVolumeFraction.cfx
   
       END
   
       VECTORS:
   
         VARIABLE = VELOCITY
   
         FILE = VelocityVectors.cfx
   
       END
   
     END
   
   END
   
   

11.2 气-固两相流的Eulerian-Lagrangian仿真

11.2.1 问题描述

考虑一个含有固体颗粒的气体流动。气体在管道中流动，携带固体颗粒。仿真目的是预测颗粒在气体中的分布和运动。

11.2.2 模型设置

1. 定义域和多相流

   
   // 设置多相流模型
   
   DOMAIN:
   
     TYPE = FLUID
   
     MULTIPHASE:
   
       MODEL = Eulerian-Lagrangian
   
       CONTINUOUS_PHASE = Air
   
       DISPERSED_PHASES = Sand
   
     END
   
   END
   
   

2. 设置材料属性

   
   // 设置材料属性
   
   MATERIAL:
   
     NAME = Air
   
     DENSITY = 1.2 kg/m^3
   
     VISCOSITY = 0.000018 Pa*s
   
   END
   
   MATERIAL:
   
     NAME = Sand
   
     DENSITY = 2500 kg/m^3
   
     DIAMETER = 0.1 mm
   
   END
   
   

3. 设置初始条件

   
   // 设置初始条件
   
   INITIAL_CONDITIONS:
   
     PHASE = Air
   
     TEMPERATURE = 300 K
   
     VELOCITY = 10 m/s
   
   END
   
   INITIAL_CONDITIONS:
   
     PHASE = Sand
   
     VOLUME_FRACTION = 0.01
   
     TEMPERATURE = 300 K
   
     VELOCITY = 10 m/s
   
   END
   
   

4. 设置边界条件

   
   // 设置边界条件
   
   BOUNDARY_CONDITIONS:
   
     NAME = Inlet
   
     TYPE = INLET
   
     LOCATION = Inlet
   
     FLOW_RATE = 0.1 m^3/s
   
     PHASE = Air
   
     PARTICLE_DIAMETER = 0.1 mm
   
     PARTICLE_DENSITY = 2500 kg/m^3
   
   END
   
   BOUNDARY_CONDITIONS:
   
     NAME = Outlet
   
     TYPE = OUTLET
   
     LOCATION = Outlet
   
     STATIC_PRESSURE = 0 Pa
   
   END
   
   BOUNDARY_CONDITIONS:
   
     NAME = Wall
   
     TYPE = WALL
   
     LOCATION = Wall
   
     VELOCITY = 0 m/s
   
     HEAT_TRANSFER = ADIABATIC
   
   END
   
   

5. 设置相间交互

   
   // 设置相间曳力
   
   INTERPHASE_TRANSFER:
   
     MODEL = Interphase Transfer
   
     PHASE = Air, Sand
   
     DRAG:
   
       MODEL = Morsi-Alexander
   
       COEFFICIENT = 0.44
   
     END
   
     HEAT_TRANSFER:
   
       MODEL = Ranz-Marshall
   
       COEFFICIENT = 2.0
   
     END
   
   END
   
   

6. 设置粒子特性

   
   // 设置粒子特性
   
   PARTICLE:
   
     PHASE = Sand
   
     DIAMETER = 0.1 mm
   
     DENSITY = 2500 kg/m^3
   
     INITIAL_VELOCITY = 10 m/s
   
     INITIAL_TEMPERATURE = 300 K
   
   END
   
   

7. 设置求解器参数

   
   // 设置求解器参数
   
   SOLVER:
   
     TIME_STEPPING:
   
       TIME_STEP = 0.01 s
   
       TOTAL_TIME = 10 s
   
     END
   
     CONVERGENCE:
   
       CRITERIA = L2 Norm
   
       RELATIVE_TOLERANCE = 1e-6
   
     END
   
   END
   
   

8. 网格设置

   选择合适的网格类型和网格密度对于准确仿真气-固两相流至关重要。可以使用结构化或非结构化网格，根据具体问题选择适当的网格密度。

   
   // 网格设置
   
   MESH:
   
     TYPE = STRUCTURED
   
     SIZE = 0.01 m
   
   END
   
   

9. 后处理

   在仿真完成后，可以通过后处理工具可视化颗粒的分布、速度分布、压力分布等结果。ANSYS CFX提供多种后处理工具，如 Contours、Vectors、Particle Tracks 等。

   
   // 后处理设置
   
   POST_PROCESSING:
   
     PLOTS:
   
       CONTOURS:
   
         VARIABLE = VOLUME_FRACTION
   
         PHASE = Sand
   
         FILE = SandVolumeFraction.cfx
   
       END
   
       VECTORS:
   
         VARIABLE = VELOCITY
   
         FILE = VelocityVectors.cfx
   
       END
   
       PARTICLE_TRACKS:
   
         FILE = ParticleTracks.cfx
   
       END
   
     END
   
   END
   
   

11.3 气泡流的Mixture模型仿真

11.3.1 问题描述

考虑一个含有气泡的液体流动。液体在管道中流动，携带气泡。仿真目的是预测气泡在液体中的分布和运动。

11.3.2 模型设置

1. 定义域和多相流

   
   // 设置多相流模型
   
   DOMAIN:
   
     TYPE = FLUID
   
     MULTIPHASE:
   
       MODEL = Mixture
   
       PHASES = Water, Air
   
     END
   
   END
   
   

2. 设置材料属性

   
   // 设置材料属性
   
   MATERIAL:
   
     NAME = Water
   
     DENSITY = 1000 kg/m^3
   
     VISCOSITY = 0.001 Pa*s
   
   END
   
   MATERIAL:
   
     NAME = Air
   
     DENSITY = 1.2 kg/m^3
   
     VISCOSITY = 0.000018 Pa*s
   
   END
   
   

3. 设置初始条件

   
   // 设置初始条件
   
   INITIAL_CONDITIONS:
   
     PHASE = Water
   
     VOLUME_FRACTION = 0.9
   
     TEMPERATURE = 300 K
   
     VELOCITY = 1 m/s
   
   END
   
   INITIAL_CONDITIONS:
   
     PHASE = Air
   
     VOLUME_FRACTION = 0.1
   
     TEMPERATURE = 300 K
   
     VELOCITY = 1 m/s
   
   END
   
   

4. 设置边界条件

   
   // 设置边界条件
   
   BOUNDARY_CONDITIONS:
   
     NAME = Inlet
   
     TYPE = INLET
   
     LOCATION = Inlet
   
     FLOW_RATE = 0.1 m^3/s
   
     PHASE = Water
   
   END
   
   BOUNDARY_CONDITIONS:
   
     NAME = Outlet
   
     TYPE = OUTLET
   
     LOCATION = Outlet
   
     STATIC_PRESSURE = 0 Pa
   
   END
   
   BOUNDARY_CONDITIONS:
   
     NAME = Wall
   
     TYPE = WALL
   
     LOCATION = Wall
   
     VELOCITY = 0 m/s
   
     HEAT_TRANSFER = ADIABATIC
   
   END
   
   

5. 设置相间交互

   
   // 设置相间曳力
   
   INTERPHASE_TRANSFER:
   
     MODEL = Interphase Transfer
   
     PHASE = Water, Air
   
     DRAG:
   
       MODEL = Schiller-Naumann
   
       COEFFICIENT = 0.44
   
     END
   
     HEAT_TRANSFER:
   
       MODEL = Ranz-Marshall
   
       COEFFICIENT = 2.0
   
     END
   
   END
   
   

6. 设置求解器参数

   
   // 设置求解器参数
   
   SOLVER:
   
     TIME_STEPPING:
   
       TIME_STEP = 0.01 s
   
       TOTAL_TIME = 10 s
   
     END
   
     CONVERGENCE:
   
       CRITERIA = L2 Norm
   
       RELATIVE_TOLERANCE = 1e-6
   
     END
   
   END
   
   

7. 网格设置

   选择合适的网格类型和网格密度对于准确仿真气泡流至关重要。可以使用结构化或非结构化网格，根据具体问题选择适当的网格密度。

   
   // 网格设置
   
   MESH:
   
     TYPE = STRUCTURED
   
     SIZE = 0.01 m
   
   END
   
   

8. 后处理

   在仿真完成后，可以通过后处理工具可视化气泡的分布、速度分布、压力分布等结果。ANSYS CFX提供多种后处理工具，如 Contours、Vectors、Volume Fraction 等。

   
   // 后处理设置
   
   POST_PROCESSING:
   
     PLOTS:
   
       CONTOURS:
   
         VARIABLE = VOLUME_FRACTION
   
         PHASE = Air
   
         FILE = AirVolumeFraction.cfx
   
       END
   
       VECTORS:
   
         VARIABLE = VELOCITY
   
         FILE = VelocityVectors.cfx
   
       END
   
     END
   
   END
   
   

12. 结论

多相流仿真是工程设计和优化中不可或缺的一部分。ANSYS CFX提供了多种多相流模型，包括Eulerian-Eulerian、Eulerian-Lagrangian、VOF和Mixture模型，以满足不同的仿真需求。通过合理设置模型、材料属性、初始条件、边界条件、相间交互和求解器参数，可以有效地模拟多相流的复杂行为。仿真结果的后处理也非常重要，可以帮助工程师更好地理解流动特性，从而做出更科学的设计决策。