多孔介質(zhì)邊界條件

1、7.19多介質(zhì)邊界條件多介質(zhì)模型適用的圍非常廣泛，包括填充床，過濾紙，多板，流量分配器，還有 管群，管束系統(tǒng)。當(dāng)使用這個(gè)模型的時(shí)候，多介質(zhì)將運(yùn)用于網(wǎng)格區(qū)域，流場中的 壓降將由輸入的條件有關(guān)，見 Section 7.19.2.同樣也可以計(jì)算熱傳導(dǎo)，基于介 質(zhì)和流場熱量守恒的假設(shè)，見 Section 7.19.3.通過一個(gè)薄膜后的已知速度/壓力降低特性可以簡化為一維多介質(zhì)模型，簡稱為“多跳躍”。多跳躍模型被運(yùn)用于一個(gè)面區(qū)域而不是網(wǎng)格區(qū)域，而且也可以代替完全多介質(zhì)模型在任可能的時(shí)候，因?yàn)樗臃€(wěn)定而且能夠很好地收斂。見Sectio n7.22.7.19.1多介質(zhì)模型的限制和假設(shè)多介質(zhì)模型就是在定義為

2、多介質(zhì)的區(qū)域結(jié)合了一個(gè)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)假設(shè)為主的流動阻 力。本質(zhì)上，多介質(zhì)模型僅僅是在動量程上疊加了一個(gè)動量源項(xiàng)。這種情況下， 以下模型面的假設(shè)和限制就可以很容易得到：?因?yàn)闆]有表示多介質(zhì)區(qū)域的實(shí)際存在的體，所以flue nt默認(rèn)是計(jì)算基于連續(xù)性程的虛假速度。做為一個(gè)做精確的選項(xiàng)，你可以適用flue nt中的真是速度，見section 7.19.7。?多介質(zhì)對湍流流場的影響，是近似的，見7.19.4。?當(dāng)在移動坐標(biāo)系中使用多介質(zhì)模型的時(shí)候，flue nt既有相對坐標(biāo)系也可以 使用絕對坐標(biāo)系，當(dāng)激活相對速度阻力程。這將得到更精確的源項(xiàng)。相關(guān) 信息見 section 7.19.5 和 7.19.6。CLO

3、L?當(dāng)需要定義比熱容的時(shí)候， 必須是常數(shù)7.19.2多介質(zhì)模型動量程多介質(zhì)模型的動量程是在標(biāo)準(zhǔn)動量程的后面加上動量程源項(xiàng)。源項(xiàng)包含兩個(gè)部分：粘性損失項(xiàng)（達(dá)西公式項(xiàng)，程7.19-1右邊第一項(xiàng)），和慣性損失項(xiàng)（程7.19-1右邊第二項(xiàng)）S = - (£丸卿，+V=L(7.19-1)&三_G|訓(xùn)°三屈©7譏(7.19-3)&三_G|訓(xùn)°三屈©7譏(7.19-3)式中，si是i （x，y，z）動量程的源項(xiàng)， 是速度大小，D和C是矩陣。動量 源項(xiàng)對多介質(zhì)區(qū)域的壓力梯度有影響， 生成一個(gè)與速度大?。ㄋ俣绕剑┏烧鹊?壓降對于各向同性多介質(zhì)簡

4、單情況下:fu1-+G可"I訓(xùn)圳(7.19-2)式中是滲透性系數(shù)，是慣性阻力系數(shù)，也就是將D,C矩陣簡化為對角矩陣,1/a Ch對角上的系數(shù)分別為和，其它元素都是0.同樣flue nt也可以將源項(xiàng)設(shè)定為速度的幕函數(shù)型:&三_G|訓(xùn)°三屈©7譏(7.19-3)式中and 是用戶自定義的經(jīng)驗(yàn)系數(shù) ° 在幕函數(shù)型模型中，壓降是均勻的，的單位是國際單位制 多介質(zhì)中的達(dá)西定律通過多介質(zhì)的層流，典型的壓降是與速度大學(xué)成正比，常數(shù)C2可以認(rèn)為是0忽略對流加速度和擴(kuò)散，多介質(zhì)的動量程源項(xiàng)就可以化簡為達(dá)西定律：(7.19-4)坐標(biāo)軸三個(gè)不同向的壓降flue nt計(jì)

5、算如下:(7.19-5)1/oyVjy斑式中是程 7.19-1中矩陣的項(xiàng),是卅,and養(yǎng)向速度,Anv&1乂y,and是, and苯向的多介質(zhì)厚度.Ans An這里，多介質(zhì)的厚度（，or ）是模型中的實(shí)際厚度.如果模型中的厚度不是實(shí)際厚度，就需要對輸入?yún)?shù)進(jìn)行調(diào)整。多介質(zhì)材料慣性損失在高速流動時(shí)，程7.19-1中常數(shù)C2是對多介質(zhì)中關(guān)于慣性損失的修正。這個(gè) 常數(shù)被認(rèn)為是流動向單位長度的損失系數(shù)，壓降定義為動水頭的函數(shù)。如果模擬多板或者管束系統(tǒng)，有時(shí)候可以忽略滲透項(xiàng)，只使用慣性損失項(xiàng)，就得到如下的多介質(zhì)壓降程：(7.19-6)如下x，y，z向的壓力損失項(xiàng):瑪 eg1J=15弋 1J=1(

6、7.19-7)弁耳 An射Aga in, the thick ness of the medium (, or ) is thethick ness you have defi ned in your model.An(,or)同前7.19.3多介質(zhì)能量程Flue nt在多介質(zhì)區(qū)域求解能量輸運(yùn)程，并且修改了傳導(dǎo)通量和瞬態(tài)項(xiàng)。在多介 質(zhì)區(qū)域，傳導(dǎo)通量使用一個(gè)有效的傳導(dǎo)率，瞬態(tài)項(xiàng)包含了多介質(zhì)中的固體區(qū)域的 熱慣性。細(xì)備+（1-?。┍氐?V蝕聲f+P）垢VT-（工加” +仔詞+於（7.19-8）式中碼=流體總能量弋-固體區(qū)域總能量=多介質(zhì)隙率' 1 =多介質(zhì)的有效熱傳導(dǎo)率多介質(zhì)的有效熱傳導(dǎo)率

7、多介質(zhì)的有效熱傳導(dǎo)率 '是根據(jù)區(qū)域中流體熱傳導(dǎo)和固體熱傳導(dǎo)根據(jù)體積平均得到：鳶農(nóng)=® +汀一宅:洪（7.19-9）式中=多介質(zhì)的隙率恕f 一 遏=,）流體項(xiàng)熱傳導(dǎo)率（包含湍流影響）'=固體區(qū)域熱傳導(dǎo)率流體，固體區(qū)域熱傳導(dǎo)都可以通過 udf自定義。非各向同性熱傳導(dǎo)同樣也可以通過 udf進(jìn)行定義。在這種情況下，流體各向同性7*/的影響 '加到固體各向異性矩陣的對角元素上。7.19.4多介質(zhì)模型中的湍流模型默認(rèn)情況下，flue nt會求解標(biāo)準(zhǔn)守恒湍流程。這時(shí)，固體區(qū)域?qū)ν牧鞯纳珊秃?散率沒有影響。當(dāng)多介質(zhì)的滲透性很好而且其幾尺度相比于湍流渦的尺度很小的 時(shí)候是可行

8、的。其它一些算例，可能還需要抑制多介質(zhì)區(qū)域的湍流影響。如果使用某種湍流模型，除了大渦模型，可以通過設(shè)定湍流粘性率為0來消除湍 流的影響。當(dāng)使用這種功能的時(shí)候，flue nt將會把入口湍流輸運(yùn)通過多介質(zhì)，而 他們對流體混合和動量的影響將會被忽略。另外多介質(zhì)區(qū)域的湍流生成率也被設(shè)定為0.選定fluid panel面板的laminar zone 選項(xiàng)，這個(gè)模型將會被激活。激活這個(gè)模型將暗示著'是0而且多介質(zhì)區(qū)域湍流生成率也為 0。不選這個(gè)選項(xiàng)（默認(rèn)）將會按照計(jì)算主流區(qū)域的計(jì)算法來計(jì)算多介質(zhì)的湍流。Lami nar zone選項(xiàng)的詳細(xì)介紹見section 7.17.1。7.19.5多介質(zhì)模型的

9、非定常項(xiàng)非定常多介質(zhì)計(jì)算，多介質(zhì)對時(shí)間微分項(xiàng)的影響包含了所有的標(biāo)量輸運(yùn)程和連續(xù)性程。當(dāng)考慮隙率影響的時(shí)候，時(shí)間微分程項(xiàng)變成，式中 是標(biāo)量(/ ,-,etc.) and 是隙率.隙率的影響是自動加入的，默認(rèn)狀況時(shí)隙率是設(shè)定為1.7.19.6多介質(zhì)模型的用戶輸入當(dāng)使用多介質(zhì)模型的時(shí)候，需要另外輸入的問題部分如下。選項(xiàng)如下：1. 定義多介質(zhì)區(qū)域。2. 定義多介質(zhì)速度程(可選)。3. 選擇流過多介質(zhì)區(qū)域的流體材料。4. 激活多介質(zhì)區(qū)域的化學(xué)反應(yīng)，如果有合適的反應(yīng)機(jī)理，選擇化學(xué)反應(yīng)機(jī)理。5. 默認(rèn)這個(gè)選項(xiàng)是激活的，而且可以考慮移動的多介質(zhì)。見section 7.19.6。Dijl/a6. 設(shè)定粘性阻力系

10、數(shù) ( in Equation 7.19-1 , or inCij6Equation7.19-2)和慣性阻力系數(shù)( in Equation 7.19-1 , or inEquation 7.19-2),還有定義他們應(yīng)用的向矢量.或者定義幕函數(shù)模型的系數(shù).7. 設(shè)定多介質(zhì)區(qū)域的隙率。8. 為多介質(zhì)選擇材料，這種情況只可能發(fā)生在熱傳導(dǎo)模型中。而且材料比熱容只能設(shè)定為常數(shù)。9. (optio nal)設(shè)定固體多介質(zhì)部分體積熱生成率，或者其它源項(xiàng)如動量，質(zhì)量。11.如果合適，抑制多介質(zhì)區(qū)域湍流度 12.如果有必要，設(shè)定旋轉(zhuǎn)軸，或者區(qū)域運(yùn)動等。設(shè)定阻力系數(shù)或者滲透系數(shù)法如下。如果選擇幕函數(shù)近似來定義多介

11、質(zhì)動量源項(xiàng)，你需要輸入C0,C1兩個(gè)系數(shù)而不是阻力系數(shù)與流動向?？梢栽?Boundary Conditionspanel (as described in Section 7.1.4)的Fluid panel (Figure 7.19.1)設(shè)定多介質(zhì)的所有參數(shù)Figure 7.19.1: The Fluid Panel for a Porous Zone定義多介質(zhì)區(qū)域就像7.1節(jié)描述的那樣，多介質(zhì)區(qū)域就像一個(gè)特殊的流體區(qū)域。點(diǎn)擊fluid panel的porous zone選項(xiàng)就將這部分流體區(qū)域設(shè)定為了多介質(zhì)區(qū)域。這時(shí)界面就被展開如圖7.19.1。定義多介質(zhì)的隙速度程在多介質(zhì)模型進(jìn)行模擬的時(shí)候

12、，求解面板有多介質(zhì)速度程區(qū)域，可以選擇指導(dǎo) flue nt使用虛假速度或者物理速度來進(jìn)行求解。默認(rèn)狀態(tài)速度是虛假速度。詳細(xì) 情況見 section 7.19.7.定義流過多介質(zhì)的流體選擇fluid panel的下拉菜單 material name中選擇流過多介質(zhì)的流體。如果想檢查或者修改所選材料的屬性，點(diǎn)擊edit；這個(gè)面板只有選擇了的材料屬性，而不像materials面板里面的所有材料屬性。如果模擬的是組分?jǐn)U散程或者多相流模型，material n ame 菜單將不會出 現(xiàn)在fluid面板里。在組分?jǐn)U散程計(jì)算中，多介質(zhì)區(qū)域和流體區(qū)域的混合材U料就是定義在species model面板里面的材

13、料。多相流模型中，材料因相 的不同而不同，詳細(xì)建 section 23.10.3.激活多介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)如果相模擬組分?jǐn)U散的化學(xué)反應(yīng)，可以通過激活fluid面板里面的reaction選項(xiàng) 來激活在多介質(zhì)中的化學(xué)反應(yīng)如果化學(xué)反應(yīng)中包含壁面化學(xué)反應(yīng)，那么就需要定義surface - to volumeratio值。它是單位體積的表面積（A/V ），可以看作催化劑載荷的一種度量式。 有了這個(gè)值，flue nt就可以通過將它和網(wǎng)格里面的體積相乘來得到網(wǎng)格化學(xué)反應(yīng) 發(fā)生的總表面積。定義化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的詳細(xì)部分見Section 14.1.4，壁面化學(xué)反應(yīng)部分見Section 14.2 包含相對速度阻力公式Pr

14、ior to FLUENT6.3, cases with moving referenee frames used the absolute velocities in the source calculations for inertial and viscous resista nee. This approach has bee n enhan ced so that relative velocities are used for the porous source calculati ons (Sectio n7.19.2). Usi ng theRelative Velocity

15、Resista nee Formulati onopti on (tur ned on by default)allows you to better predict the source terms for cases involving moving meshes or movi ng refere nee frames (MRF). This opti on works well in cases with non-moving and movi ng porous media. Note thatFLUENTwilluse the appropriate velocities (rel

16、ative or absolute), depending on your case setup.定義粘性和慣性阻力系數(shù) 粘性和慣性阻力系數(shù)在同一個(gè)面板里面定義。定義這些系數(shù)的基本法是定義一個(gè) 向矢量（二維）和兩個(gè)向矢量（三維），然后定義每個(gè)向上的粘性或者、和慣性 系數(shù)。二維情況下，第二個(gè)向沒顯式表示出來而是由定義的這個(gè)向與 z向矢量確 定的平面的垂直矢量。三維時(shí)，第三個(gè)向矢量是由已經(jīng)定義好的兩個(gè)矢量確定的 平面的垂直向。三維問題中，第二個(gè)矢量必須與第一個(gè)矢量垂直，如果不垂直， 求解器為了確保這兩個(gè)矢量垂直，flue nt會將第一個(gè)矢量相關(guān)的第二個(gè)矢量的組 成忽略。所以你必須保證第一個(gè)向矢量正

17、確。也可以使用udf來定義粘性和慣性阻力系數(shù)。書寫和加載了 flue nt以后udf選 項(xiàng)就可以使用了。注意必須使用 DEFINE- PROFILE宏來定義系數(shù)。詳細(xì)的udf 資料間udf幫助文件。當(dāng)使用軸對稱的旋轉(zhuǎn)流動時(shí)，可以為粘性和慣性阻力定義一個(gè)附加向組成。這個(gè) 向始終與定義的另兩個(gè)矢量相切?；诿芏群突趬毫η蠼馄鞫伎梢允褂眠@個(gè)模 型。三維時(shí)，也可以使用圓錐坐標(biāo)和圓柱坐標(biāo)系統(tǒng)來定義阻力系數(shù)，如下D 注意粘性和慣性阻力系數(shù)都基于虛假速度定義。定義阻力系數(shù)步驟如下:1. 定義向矢量?在笛卡爾坐標(biāo)系中簡單定義1-矢量，三維時(shí)候還要定義2-矢量，沒有定義的那個(gè)矢量由上面說明的式定義。這些向矢量

18、對應(yīng)于多介質(zhì)的原始坐 標(biāo)軸。有些問題中多介質(zhì)的原始坐標(biāo)軸與計(jì)算區(qū)域的坐標(biāo)軸不一致，這時(shí)就有可能不知道多介質(zhì)的先前向矢量。這種情況下，三維平面工作和二維線工具 就能幫助來確定這些向矢量。(a) "Sn ap'' the pla ne tool (or the line tool) onto the boun dary ofthe porous regi on. (Follow the in structio ns in Sectio n27.6.1 or27.5.1 for in itializ ing the tool to a positi on on an exi

19、sti ng surface.)在多介質(zhì)區(qū)域的邊界上面使用快照來使用平面或者線工具。(b) 旋轉(zhuǎn)工具軸到合適的位置。(c) 一旦位置合適以后，點(diǎn)擊 update from plane tool 或者 update from line tool選項(xiàng)，flue nt就會自動設(shè)定紅色箭頭防線為 1 矢量，綠 色箭頭向?yàn)槎噶俊o use a coni cal coord in ate system (e.g., for an annu lar, coni cal filter element), follow the steps below. This option is available on

20、ly in 3D cases.(a) Turn on the Coni cal opti on.(b) Specify the Cone Axis Vector and Point on Cone Axis . TheCone Axiscone axis is specified as being in the direct ion of theVector (unit vector), and passing through the Point on Cone AxisThe cone axis may or may not pass through the origi n of the c

21、oord in ate system.(c) Set the Cone Half Angle(the angle between the cone's axisand its surface, shown in Figure 7.19.2). To use a cylindrical coord in ate system, set the Cone Half An gleto 0.Figure 7.19.2: Cone Half AngleFor some problems in which the axis of the coni cal filter eleme nt is no

22、t alig ned with the coord in ate axes of the doma in, you may not know a priori the direct ion vector of the cone axis and coord in ates of a point on the cone axis. In such cases, the pla ne tool can help you to determ ine the cone axis vector and point coord in ates. One method is as follows:(a) S

23、elect a boun dary zone of the coni cal filter eleme nt that is normal to the cone axis vector in the drop-down list next to the Snap to Zone butt on.Cone(b) Click on theSnap to Zo ne butto n. FLUENTwill automatically "sn ap'' the pla ne tool onto the boun dary. It will also set the Axis

24、 Vector and the Point on Cone Axis . (Note that you will stillhave to set the Cone Half An gleyourself.)An alter nate method is as follows:(a) "Sn ap'' the pla ne tool onto the boun dary of the porousregion. (Follow the instructions in Section27.6.1 for initializing thetool to a positi

25、on on an exist ing surface.)(b) Rotate and tran slate the axes of the tool appropriately un tilthe red arrow of the tool is poin ti ng in the directi on of the coneaxis vector and the orig in of the tool is on the cone axis.(c) Once the axes and origi n of the tool are alig ned, click onthe Update F

26、rom Plane Tool button in the Fluid panel. FLUENTwill automatically set the Cone Axis Vector and the Point on Cone Axis. (Note that you will still have to set theCo ne Half An gleyourself.)2. 在粘性阻力下面定義粘性每個(gè)向的阻力系數(shù)。在慣性阻力現(xiàn)面定義每個(gè)向的慣性阻力。對于高非均質(zhì)多介質(zhì)慣性阻力，激活 alternative formulation 選項(xiàng)，這個(gè)選項(xiàng) 為非均項(xiàng)多介質(zhì)計(jì)算時(shí)候提供了一個(gè)更好的穩(wěn)定性

27、。多介質(zhì)的壓降與速度的大小 成正比。使用程7.19-6推到出如下表達(dá)式:Si =護(hù) G| 訓(xùn) |vi(7.19-10)是否使用alternative formulation依賴于計(jì)算結(jié)果時(shí)候與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合情況如果流場與網(wǎng)格曲線平行，那么是否使用這個(gè)選項(xiàng)將沒有區(qū)別。Section 7.19-8有詳細(xì)的涉及到高非均相多介質(zhì)模擬。alternative formulation選項(xiàng)只能使用在壓力求解器中If you are using the Con ical specificati on method,Directio n-1is thecone axis direct ion,Directi on

28、-2 is the no rmal to the cone surface (radial(p) directi on for a cyli nder), andDirectio n-3 is the circumfere ntial (丿)directi on.三維有三種可能的系數(shù)分類，二維有兩種：?各向同性情況時(shí)，所有向的阻力系數(shù)都相同，這時(shí)需要明確的設(shè)定所有阻 力系數(shù)相同。?三維時(shí)如果兩個(gè)向系數(shù)相同，第三個(gè)向不同，或者二維情況時(shí)其它兩個(gè)向 都不同，必須小心設(shè)定每個(gè)向的阻力系數(shù)。 例如，如圓柱形桿在流動向有 多小，這樣流動就會很輕松低通過圓桿， 但是其它向的就會很少。如果一 個(gè)垂直與流動向

29、的平板，流動就會過不去，而往其它向流動。?三維情況時(shí)，有可能三個(gè)向的系數(shù)都不相同。如多介質(zhì)包含一系列不規(guī)則 的空間物體，物體間的流動三個(gè)向都不相同。你就需要在各個(gè)向定義不同 的系數(shù)。取得粘性系數(shù)和慣性損失系數(shù)的法如下：在已知壓損情況下取得多介質(zhì)速度基于虛假速度。當(dāng)使用多介質(zhì)模型時(shí)，必須記住多介質(zhì)必須百分百開放，粘性阻力和或慣性阻力 系數(shù)定義都必須基于這個(gè)假設(shè)。以下算例就是如來計(jì)算慣性阻力系數(shù)的算例。假設(shè)一個(gè)多板的空口面積為25%，流場經(jīng)過后的壓損為動力水頭的 0.5倍，損失系數(shù)如下：廠.19-11)是0.5，基于板的實(shí)際流速。例如開口面積為25 %，計(jì)算一個(gè)合適的慣性阻力系 數(shù)如下:1. 通過

30、空辦的速度假設(shè)口為100 %。2. 壓損系數(shù)必須被轉(zhuǎn)化為單位多介質(zhì)長度動力水頭損失注意第一項(xiàng)，第一步就是計(jì)算調(diào)整以后的壓力系數(shù)， 是基于開口面積為100%情 況下:5 -吩;扣花豳J(7.19-12)or, noting that for the same flow rate,礙=K.x旳3甑J) EHul«96opeii5 -吩;扣花豳J(7.19-12)5 -吩;扣花豳J(7.19-12)(7.19-13)調(diào)整以后的壓力損失系數(shù)為8。注意第二項(xiàng)，必須將其轉(zhuǎn)化為單位厚度板的壓力損失系數(shù)。假設(shè)板厚度為1.0mm，這時(shí)的慣性損失就如下：Ca = K#thickness磊=8000(7.

31、19-14)注意，對于非均質(zhì)多介質(zhì)，這些參數(shù)必須在其它幾個(gè)向也進(jìn)行計(jì)算。使用ergun程來提取填充床多介質(zhì)參數(shù)第二個(gè)例子是填充床模型計(jì)算，在湍流流動中，填充床模型中包含滲透和慣性阻力。其中能用來提取合適的常數(shù)的法是 ergun程，半經(jīng)驗(yàn)相關(guān)系數(shù)能夠運(yùn)用與很廣圍的雷諾數(shù)和多種流化床:(7.19-15)當(dāng)流體流動為層流的時(shí)候，根據(jù)blake kozeny程以上程的第二項(xiàng)就可以忽略:匚一邛爐仏(6廠Dp程中是粘性系數(shù)，是平均顆粒粒徑，.是床厚度，-是隙率，定義為隙體積除以流化床區(qū)域體積.比較Equations 7.19-4 and 7.19-6與7.19-15 ,各個(gè)向的滲透阻力系數(shù)和慣性阻力系數(shù)如

32、下：a= 150(7.19-17)and小 3.5 (1 - e)一 - .(7.19-18)使用經(jīng)驗(yàn)公式來提取板湍流多介質(zhì)模型輸入?yún)?shù)第三個(gè)例子采用van winkle程來計(jì)算矩形板壓降的多介質(zhì)模型輸入。文獻(xiàn)中作者采用的上矩形等邊三角形板表達(dá)式如下：'小 I(7.19-19)式中m=板質(zhì)量流率幻 =the free area or total area of the holes的總面積卜 =the area of the plate (solid and holes)板的總面積=a coefficie nt that has bee n tabulated for variousRe

33、ynolds-number ranges不同雷諾數(shù)和不同D/t對應(yīng)的系數(shù)D/tand for various-沁 =the ratio of hole diameter to plate thick ness直徑與板厚度的比值當(dāng)t/D>1.6而且Re>4000，系數(shù)C大約為0.98，其中re數(shù)是基于直徑和速度整理程7.19 - 19，并帶入以下關(guān)系式：(7.19-20)并被板厚度相除，噸=空，得到:如=C2 *(7.19-21)式中v是虛假速度，而不是里面的速度。比較程7.19 6,可以看出垂直與板平面向的常數(shù)c2如下:(7.19-22)m=板質(zhì)量流率m=板質(zhì)量流率使用查表數(shù)據(jù)得到

34、流過纖維毯的層流多介質(zhì)參數(shù)考慮由隨機(jī)分布的玻璃纖維組成的毛毯和過濾板。做為blake kozeny程的替代法，可以選擇列表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以運(yùn)用于很多過濾板volume fracti on ofdime nsionl esssolid materialpermeability Bof glass wool0.2620.250.2580.260.2210.400.2180.410.1720.80B Of/o2式中，a是纖維直徑，"用于程7.19 4中，可以很簡單的從給定的纖維直徑和體積分?jǐn)?shù)得到。根據(jù)實(shí)驗(yàn)壓降和速度數(shù)據(jù)得到多介質(zhì)系數(shù)對應(yīng)于多介質(zhì)速度的壓降實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能夠推廣來得到多介

35、質(zhì)參數(shù)。厚度為厶廠.的多介質(zhì)對應(yīng)的壓降，其多介質(zhì)參數(shù)由如下參數(shù)決定：如果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是如下：Velocity (m/s) Pressure Drop (Pa)20.078.050.0487.080.01432.0110.02964.0AP=0.2829fiv2 -4,33539v(7.19-23)式中，"是壓降，v是速度注意，動量程的一個(gè)簡化版本就是將壓降與源項(xiàng)進(jìn)行相關(guān)，如下:or(7.19-24)(7.19-25)因此比較程7.19 23和程7.19 2,得到曲線參數(shù):0.28296 = 6 切(7.19-26)p = 1.22S,、 A式中kg/m , and多介質(zhì)厚度,也耳，被假設(shè)

36、為1m，慣性阻力系數(shù),G = 0.462Likewise,這時(shí)根據(jù)這些數(shù)據(jù)得到一個(gè)xy二維曲線，并得到以下程:同理-4.33539 = -An(7.19-27)式中M = 1.7894 x L052 = -242282,粘性阻力系數(shù)為n注意同樣的處理式能被用于多介質(zhì)跳躍邊界條件。同樣你也需要考慮多介質(zhì)的厚度睥。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也可以畫xy曲線，就像程7-22 - 1，這樣就可以確定滲透阻力系數(shù)和壓降系數(shù)。使用幕函數(shù)模型選擇幕函數(shù)模型來近似多介質(zhì)動量程源項(xiàng)，需要輸入的參數(shù)只有 cO和c1.在 power law model 中，輸入cO和cl參數(shù)，注意幕函數(shù)模型能與達(dá)西定律和 慣性模型結(jié)合使用。CO必須

37、為國際單位制，cl只能是常數(shù)。定義隙率在fluid porosity 的porosity中定義隙率，這個(gè)輸入窗口在阻力輸入下面。 可以使用用戶自定義函數(shù)來定義隙率。 當(dāng)加載并編譯了 udf以后，就可以在相應(yīng)的下來菜單中選用。注意必須使用 DEFINE-PROFILE宏來定義udf。生成和使用 udf的詳細(xì)信息見udf手冊。隙率就是多介質(zhì)區(qū)域多介質(zhì)流體的體積分?jǐn)?shù)。隙率用來計(jì)算熱傳導(dǎo)見程7.19.3和非定常流動標(biāo)量程的時(shí)間微分項(xiàng)見 7.19.5節(jié)。它還影響到化學(xué)反應(yīng)源項(xiàng)和體 積力。這些源項(xiàng)與流體的體積成正比。如果介質(zhì)區(qū)域完成的，可以設(shè)定隙率為1 如果隙率為1，介質(zhì)的固體部分將對熱傳導(dǎo)或者熱、化學(xué)源

38、項(xiàng)沒有影響。定義多介質(zhì)材料當(dāng)選擇了多介質(zhì)的熱傳導(dǎo)模型，就必須定義多介質(zhì)的材料。下拉fluid面板的阻力輸入，在fluid隙率下面選擇合適的solid material name 。可以使用material面板里面的edit來檢查或者修改其組成；這個(gè)面板只包含了 所選材料的性質(zhì)，而不是標(biāo)準(zhǔn)材料面板里面的所有資料。在material面板中，可以定義udf的非各向同性熱傳導(dǎo)率。注意必須使用DEFINE-PROPERTY宏來定 義非各向同性熱傳導(dǎo)率。定義源項(xiàng)如果需要計(jì)算多介質(zhì)能量程的源項(xiàng)，激活 source term選項(xiàng)并設(shè)定一個(gè)非零的 能量源項(xiàng)。求解器將計(jì)算熱生成率 乘以網(wǎng)格里面的多介質(zhì)的體積?？梢?/p>

39、定義質(zhì)量，動量，湍流，組分或者其它標(biāo)量程的源項(xiàng)，見7.28節(jié)定義固定值如果希望固定計(jì)算區(qū)域流體的某個(gè)或者多個(gè)值，而不是通過迭代來得到這些值，可以激活fixed values 選項(xiàng)，見7.27節(jié)。壓制多介質(zhì)區(qū)域的湍流粘性就像7.19.4章節(jié)所講的，多介質(zhì)的湍流計(jì)算就像在沒有多介質(zhì)的主流動中一樣。如果使用湍流，不包括les模型，假設(shè)你想讓多介質(zhì)區(qū)域的湍流生成率為0，激活laminar zone 選項(xiàng)。參考7.17.1還有其它法來壓制湍流生成。定義旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸和定義移動區(qū)域旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸和移動區(qū)域的設(shè)定法與標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定法一直，見7.17.1章節(jié)。7.19.7基于物理速度的多介質(zhì)模型就像7.19.1所述，fl

40、ue nt默認(rèn)是基于體積流率來計(jì)算虛假速度。控制程里面的虛假速度可以表示成以下式：J(7.19-28)式中：r定義為隙率，是流體所占體積與總體積的比值。在多介質(zhì)區(qū)域部的虛假速度與區(qū)域外的速度一樣。 這樣的處理式就不能計(jì)算了多 介質(zhì)區(qū)域速度增加。在多精確的數(shù)值模擬中，計(jì)算真實(shí)速度是必要的，或者物理 速度，而不是計(jì)算虛假速度Flue nt用需基于物理速度的計(jì)算，使用solver面板的porous formulation 。默認(rèn) superficial velocity選項(xiàng)是選上的。使用物理速度程，并假設(shè)通用標(biāo)量的各向異性多介質(zhì)的控制程取下：-、 I '.-、19-29）假設(shè)各向異性多介質(zhì)和

41、單相流動，體積平均質(zhì)量和動量守恒程如下：轡Uv (訶7(7.19-30)(7.19-31)駕+ V（加湎）-祁p + V（邙可+ yBf _ （? + 字圈）鶴第二個(gè)程的最后一項(xiàng)代表多介質(zhì)壁面對流體的粘性和慣性力Note that eve n whe n you solve for the physical velocity inEquati on7.19-31 , the two resista nee coefficie nts can still beEl derived using the superficial velocity as give n in Secti on7.19.6.FLUENTassumes that the in puts for these resista nee coefficie nts are based upon well-established empirical correlati ons that are usually based on superficial velocity. Therefore, FLUENTautomatically converts the in puts for the resista nee coefficie nts i