fluent多孔介質數(shù)值模擬設置

1、FLUENTFLUENT多孔介質數(shù)值模擬設置多孔介質數(shù)值模擬設置多孔介質條件多孔介質條件多孔介質模型可以應用于很多問題，如通過充滿介質的流動、通過過濾紙、穿孔圓盤、流量分配器以及管道堆的流動。當你使用這一模型時，你就定義了一個具有多孔介質的單元區(qū)域，而且流動的壓力損失由多孔介質的動量方程中所輸入的內容來決定。通過介質的熱傳導問題也可以得到描述，它服從介質和流體流動之間的熱平衡假設，具體內容可以參考多孔介質中能量方程的處理一節(jié)。多孔介質的

2、一維化簡模型，被稱為多孔跳躍，可用于模擬具有已知速度壓降特征的薄膜。多孔跳躍模型應用于表面區(qū)域而不是單元區(qū)域，并且在盡可能的情況下被使用（而不是完全的多孔介質模型），這是因為它具有更好的魯棒性，并具有更好的收斂性。詳細內容請參閱多孔跳躍邊界條件。多孔介質模型的限制如下面各節(jié)所述，多孔介質模型結合模型區(qū)域所具有的阻力的經(jīng)驗公式被定義為“多孔”。事實上多孔介質不過是在動量方程中具有了附加的動量損失而已。因此，下面模型的限制就可以很容易的理解

3、了。?流體通過介質時不會加速，因為事實上出現(xiàn)的體積的阻塞并沒有在模型中出現(xiàn)。這對于過渡流是有很大的影響的，因為它意味著FLUENT不會正確的描述通過介質的過渡時間。?多孔介質對于湍流的影響只是近似的。詳細內容可以參閱湍流多孔介質的處理一節(jié)。多孔介質的動量方程多孔介質的動量方程具有附加的動量源項。源項由兩部分組成，一部分是粘性損失項(Darcy)，另一個是內部損失項：其中S_i是i向(xyz)動量源項，D和C是規(guī)定的矩陣。在多孔介質單元中

4、，動量損失對于壓力梯度有貢獻，壓降和流體速度（或速度方陣）成比例。對于簡單的均勻多孔介質：其中a是滲透性，C_2時內部阻力因子，簡單的指定D和C分別為對角陣1a和C_2其它項為零。FLUENT還允許模擬的源項為速度的冪率：其中C_0和C_1為自定義經(jīng)驗系數(shù)。注意：在冪律模型中，壓降是各向同性的，C_0的單位為國際標準單位。多孔介質的Darcy定律在多孔介質中，默認的情況下FLUENT會解湍流量的標準守恒防城。因此，在這種默認的方法中，介

5、質中的湍流被這樣處理：固體介質對湍流的生成和耗散速度沒有影響。如果介質的滲透性足夠大，而且介質的幾何尺度和湍流渦的尺度沒有相互作用，這樣的假設是合情合理的。但是在其它的一些例子中，你會壓制了介質中湍流的影響。如果你使用ke模型或者SpalartAllmaras模型，你如果設定湍流對粘性的貢獻m_t為零，你可能會壓制了湍流對介質的影響。當你選擇這一選項時，F(xiàn)LUENT會將入口湍流的性質傳輸?shù)浇橘|中，但是它對流動混合和動量的影響被忽略了。除

6、此之外，在介質中湍流的生成也被設定為零。要實現(xiàn)這一解策略，請在流體面板中打開層流選項。激活這個選項就意味著多孔介質中的m_t為零，湍流的生成也為零。如果去掉該選項（默認）則意味著多孔介質中的湍流會像大體積流體流動一樣被計算。。概述模擬多孔介質流動時，對于問題設定需要的附加輸入如下：1.定義多孔區(qū)域2.確定流過多孔區(qū)域的流體材料3.設定粘性系數(shù)（多孔介質動量方程3中的1a_ij）以及內部阻力系數(shù)（多孔介質動量方程3中的C_2_ij），并定

7、義應用它們的方向矢量。冪率模型的系數(shù)也可以選擇指定。4.定義多孔介質包含的材料屬性和多孔性5.設定多孔區(qū)域的固體部分的體積熱生成速度（或任何其它源項，如質量、動量）（此項可選）。6.如果合適的話，限制多孔區(qū)域的湍流粘性。7.如果相關的話，指定旋轉軸和或區(qū)域運動。在定義粘性和內部阻力系數(shù)中描述了決定阻力系數(shù)和或滲透性的方法。如果你使用多孔動量源項的冪律近似，你需要輸入多孔介質動量方程5中的C_0和C_1來取代阻力系數(shù)和流動方向。在流體面板

8、中（下圖）你需要設定多孔介質的所有參數(shù)，該面板是從邊界條件菜單中打開的（詳細內容請參閱邊界條件的設定一節(jié)）Figure1:多孔區(qū)域的流體面板定義多孔區(qū)域正如定義邊界條件概述中所提到的，多孔區(qū)域是作為特定類型的流體區(qū)域來模擬的。亞表明流體區(qū)域是多孔區(qū)域，請在流體面板中激活多孔區(qū)域選項。面板會自動擴展到多孔介質輸入狀態(tài)。定義穿越多孔介質的流體在材料名字下拉菜單中選擇適當?shù)牧黧w就可以定義通過多孔介質的流體了。如果你模擬組分輸運或者多相流，流體