2.3.1 多相流模型设置

在浏览树中双击“模型”→“多相流”选项，打开“多相流模型”对话框，如图2-15所示。多相流模型包含VOF、Mixture、“湿蒸汽”及“欧拉模型”四种，常用的有三种，“湿蒸汽”模型只有在“密度基”求解器类型时才能使用。具体说明如下。

1.VOF模型

VOF模型是一种固定欧拉网格下的表面跟踪方法，适用于需要得到两种或两种以上互不相融流体间交界面的情况。在VOF模型中，不同的流体组份共用一套动量方程，计算时，在全流场的每个计算单元内都记录各流体组份所占的体积分数。

VOF模型的应用包括分层流、自由面流动、灌注、晃动、液体中大气泡的流动、水坝决堤时的水流等，其设置如图2-16所示。

在“离散格式”下有“显示”及“隐式”算法，一般推荐选用“隐式”算法。在“体积力格式”下的“隐式体积力”选项是指在计算过程中是否简化处理体积力。在“Eularian相数量”文本框中可以进行流体的相数设置，例如两相流设置为2。

如图2-17所示，设置VOF模型多相流数量后，下一步需要设置主相和次相，一般将出口流出的流体设置为主相，其他流体则设置为次相。此外还需要设置“相间相互作用”，一般水和空气的表面张力系数设置为0.072，其他材料的表面张力系数需要查文献或者测试得到。

2.Mixture模型

Mixture模型即混合模型，可以用于两相流或多相流的分析问题。在仿真计算过程中，不同的气相、液相或者固相被处理为互相贯通的连续体，该模型求解的是混合物的动量方程，并通过相对速度来描述离散相。其适用于单相流体体积分数＞10%的情况，设置如图2-18所示。该模型中需要关注的地方和VOF模型一样，此处不再一一赘述。但需要注意的是，Mixture模型在“相间相互作用”中需要考虑的受力问题比较多。

3.欧拉模型

欧拉模型是Fluent中最复杂的多相流模型。它通过n个动量方程和连续方程来求解每一相。压力项和各界面交换系数是耦合在一起的，耦合的方式则依赖于所含相的情况，颗粒流（流-固）的处理与非颗粒流（流-流）是不同的。

对于颗粒流，可应用分子运动理论来求得流动特性，不同相之间的动量交换也依赖于混合物的类别。通过“用户自定义函数”可以自定义动量交换的计算方式。欧拉模型的应用包括气泡柱、上浮、颗粒悬浮，以及流化床。欧拉模型设置如图2-19所示。

如图2-20所示，欧拉模型中设置次相时，需要设置其粒径大小，切换到“相”选项卡，在“直径”处输入数值即可。因此在欧拉模型中，固体颗粒相一般设置为次相。欧拉模型中还需要在“相间相互作用”选项卡下设置不同相间的受力，具体参数值可根据工程项目来分析。

4.湿蒸汽模型

湿蒸汽模型的计算求解基于“密度基”求解器，应用比较少，在此就不做介绍了。