Chpter20通用多相流模型(General Multiphase Models) 打印稿(10)

一旦你初始化了流动（as described in section 22.13）,你就能定义相的初始分布。对于瞬态模拟，这个分布将作为初始条件在t=0时刻；对于稳态模拟，设置初始分布在计算的早期阶段能提供更多的稳定性。 你可以使用Patch 面板为第二相修订（ patch）初始容积比率。

Solve Initialize Patch...

如果你想修订容积比率的区域已经作为隔离的单元区被定义，你只能修订那个地方的值。否则，你可以创建一个包括合适单元的“寄存器”并在这个寄存器 中修订值。详细内容见section 22.13.2. 20.6.16可压缩 VOF和Mixture模型计算的输入

如果你使用的是VOF或mixture模型为可压缩流动，注意如下： ★ ★ ★

只有相中的一个是可压缩的（也就是只有一相材料的密度你可以选用理想气体定律）。

如果你使用的是VOF模型，由于稳定性的原因，如果主相是可压缩的会更好（尽管是不需要的）。

如果你在边界上指定总压力（也就是pressure inlet or intake fan），在那个边界上的具体的温度值对于可压缩相将会使用total temperature，而对其他相使用static temperature(它们是不可压缩的)。

详见section 8.5有更多关于不可压缩流的更多消息。

20.6.17凝固/熔解VOF计算的输入（Input for Solidification/Melting VOF Calculation） 如果在你的VOF计算中包含了熔解和凝固，注意如下： 3． 在单相和多相下模拟熔解和凝固是可能的。

4． 对没有熔解或凝固的相，你必须设置潜热L（latent heat）,液相温度（Tliquidus）和固相温度（Tsolidus）为

零。

关于熔解和凝固的详细内容详见第21章。

20.7一般多相流问题的求解策略（Solution Strategies for General Multiphase Problems） VOF模型、混合模型和欧拉模型的求解策略分别在Section20.7.1,20.7.2和20.7.3中给出。 20.7.1VOF模型的求解策略（Solution Strategies for the VOF Model） 为了提高VOF模型求解的精度和收敛性，几条建议列举如下：

Setting the Reference Pressure Location

参考压力的位置应该移动到能减少压力计算的位置。默认的情况，参考压力的位置在单元中心或靠近点（0，0，0）。你可以通过指定新的Reference Pressure Location在Operating Conditions panel.中移动这个位置。

Define Operating Conditions...

你选择的位置应当在这样的区域，那里总是包含密度最小的流体（也就是，气相，如果你计算的有一个气相和一个或多个液相）。这是因为当给定相同的速度分布时高密度流体的静压变化大于低密度流体。如果相对压力为零的区域出现在压力变化小的区域，将比压力变化出现在大的非零值的区域带来少的计算量。例如，在包含空气和水的系统，参考压力的位置选在充满空气的区域而不选在充满水的区域是非常重要的。

Pressure Interpolation Scheme

对所有的VOF计算，你应当使用body-force-weighted pressure interpolation scheme or the PRESTO! scheme.

Solve Controls Solution...

Discretization Scheme Selection for the Implicit and Euler Explicit Formulations

当the implicit or Euler explicit scheme使用时，为了提高相间界面的清晰度（sharpness）你应当采用second-order or QUICK discretization scheme为volume fraction equations。

Solve

Controls Solution...

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Pressure-Velocity Coupling and Under-Relaxation for the Time-Dependent Formulations

设置求解器的另一个变化是在你使用的速度压力耦合方案和欠松弛因子中。通常瞬变流计算建议采用PISO方案。使用PISO时允许增加所有欠松弛因子的值，而不会减弱解的稳定。通常你能增加所有变量的欠松弛因子到1并且能达到预期的稳定和收敛速度（要求每一时间步内用较少的迭代次数）。对于在四边形和三角形网格上的计算，用PISO方案时为了提高稳定性建议为压力选欠松弛因子为0.7-0.8。

Solve Controls Solution...

当用FLUENT进行任何模拟时，如果欠松弛因子设置为1时，解出现不稳定、发散行为，欠松弛因子必须减小。提高稳定性的另一个方法是减小时间步长。

Under-Relaxation for the Steady-State Formulation

如果你使用稳态隐式的VOF方案，为了提高稳定性，所有变量的欠松弛因子应设置在0.2~0.5之间。 20.7.2混合模型的求解策略（Solution Strategies for the Mixture Model）

Setting the Under-Relaxation Factor for the Slip Velocity

你应当为滑流速度选用较低的欠松弛因子开始混合模型的计算。建议采用0.2或更小。如果解显示出好的收敛行为，你可逐渐增加这个值。

Calculating an Initial Solution

对某些情况（如旋风分离），如果开始计算时不求解体积份额和滑流速度方程，你会更快的获得解。一旦你启动了混合模型，你能暂时是这些方程无效而开始初始计算。

Solve Controls Solution...

在Solution Controls panel下，在Equations列表下不选Volume Fraction 和Slip Velocity.这样你开始计算初始流场。一旦收敛的流场获得了，你再打开Volume Fraction 和Slip Velocity方程，开始混合计算。 20.7.3欧拉模型的求解策略（Solution Strategies for the Eulerian Model）

Calculating an Initial Solution

为了提高收敛性，在求解完整欧拉多相流模型前你可以先获得初始解。有两种方法你可以用来为欧拉多相流计算获得初始解：

5． 启动和求解问题用混合模型（选或不选滑流速度都可）代替欧拉模型。然后启动欧拉模型，完成设置，采

用混合模型的解作为起点继续计算。

6． 通常启动欧拉多相流计算，但是仅计算主相的流动。这样做时，在Solution Controls panel的Equations

下面不选Volume Fraction. 一旦你为主相获得了初始解，打开volume fraction 方程继续为各相计算。

！！注意：没有获得用混合模型或欧拉模型作为欧拉多相流模型的初始解，你不应该使用单相解。这样做，不能提高收敛性，可能会给流动的收敛带来更多的困难。

Temporarily Ignoring Lift and Virtual Mass Forces

如果你计划在稳态欧拉多相流模拟中包含升力和虚拟质量力，你经常减弱问题的稳定性，这有时发生在计算的早期阶段，是由于暂时忽略了升力和虚拟质量力引起的。一旦没有这些力的解开始收敛，你可以打断计算，合适地定义这些力，继续计算。

20.8一般多相流问题的后处理（Postprocessing General Multiphase Problems） 三种一般的多相流模型中的每一种都提供了一些你能画图和汇报的附加的场函数。你也可以汇报流动比率为三种模型中单个相，为混合模型和欧拉计算中每一相显示速度矢量。 20.8.1可用的后处理变量（Available Postprocessing Variables）

当你使用其中的一种一般多相流模型模型时，几个附加的场函数对后处理好是有用的，这里列举如下。见第27章有场函数和它们定义的完整的列表。第25章和第26章解释了如何产生图象显示和数据汇报。 VOF模型

对VOF计算你可以产生如下所列项目的图象显示和数据汇报：

? ? ? ? ? ? ? ? ?

Volume fraction of phase-n (in the Phases... category) Density of phase-n (in the Density... category)