包邮实用多相流数值模拟——ANSYS Fluent多相流模型及其工程应用

第1章 多相流概述 1 1.1 多相流的相关概念 1 1.1.1 多相流的定义 1 1.1.2 多相流的分类 2 1.1.3 多相流的特点 3 1.1.4 多相流的研究方法 3 1.2 多相流体力学的发展及其工程应用 4 1.2.1 多相流体力学的发展历程 4 1.2.2 多相流体力学在现代化工程中的应用 5 1.3 多相流的CFD数值模拟发展 6 第2章 ANSYS Fluent多相流模型 8 2.1 多相流模型概述 8 2.2 ANSYS Fluent中多相流模型的选择 8 2.2.1 多相流模型的分类 8 2.2.2 多相流模型的选择规则 9 2.2.3 多相流模拟的时间格式 10 2.3 VOF模型 11 2.3.1 VOF模型概述 11 2.3.2 体积分数方程 11 2.3.3 物性参数 14 2.3.4 动量方程 14 2.3.5 能量方程 15 2.3.6 其他标量方程 15 2.3.7 表面张力模型和壁面黏附模型 15 2.3.8 明渠流动模型 17 2.3.9 VOF模型建模与求解 17 2.4 混合模型 20 2.4.1 混合模型概述 20 2.4.2 连续性方程 21 2.4.3 动量方程 21 2.4.4 能量方程 21 2.4.5 相对速度和漂移速度 21 2.4.6 第二相的体积分数方程 22 2.5 欧拉-欧拉模型 22 2.5.1 欧拉-欧拉模型概述 22 2.5.2 体积分数 23 2.5.3 守恒方程 23 2.5.4 相间交换系数 25 2.5.5 固体压力 28 2.5.6 固体剪切应力 29 2.5.7 颗粒温度 30 2.5.8 湍流模型 30 2.6 DPM 35 2.6.1 DPM概述 35 2.6.2 DPM的求解过程 35 2.6.3 颗粒运动方程 36 2.6.4 颗粒的受力分析 36 2.6.5 壁面液膜模型 42 2.6.6 颗粒磨蚀模型 42 2.6.7 积淀模型 43 2.6.8 雾化模型 43 2.6.9 离散相物性参数 55 2.6.10 喷射模型 57 2.6.11 离散相的求解 60 2.6.12 离散相计算的后处理 65 2.7 其他模型 69 2.7.1 湿蒸汽模型 69 2.7.2 群体平衡模型 71 2.7.3 凝固、熔融模型 73 2.7.4 空化模型 76 第3章 界面流动特性研究及其案例 78 3.1 概述 78 3.2 气液两相界面流动的工程应用 78 3.2.1 堤坝崩溃案例 78 3.2.2 旋转圆形玻璃基板的旋转涂层案例 89 3.2.3 油箱晃动案例 100 3.2.4 鼓泡塔反应器的多相混合案例 109 3.2.5 坩埚内气液两相流案例 118 3.3 液固两相界面流动的工程应用 127 3.3.1 90°弯头的冲蚀案例 127 3.3.2 坩埚内流固耦合传热案例 143 3.4 气固两相界面流的工程应用 152 第4章 相变多相流特性研究及其案例 163 4.1 概述 163 4.2 管内混合多相传热和传质案例 163 4.3 2D管内沸腾流案例 173 4.4 膜沸腾案例 188 4.5 闪蒸案例 202 第5章 组分运输多相流特性研究及其案例 213 5.1 概述 213 5.2 流化床的气固传质案例 213 5.3 煤粉颗粒燃烧案例 224 5.4 水蒸气冷凝过程案例 234 5.5 煤粉燃烧NOx生成案例 246 第6章 颗粒流动多相流特性研究及其案例 260 6.1 概述 260 6.2 喷管干燥过程案例 260 6.3 T型管管壁冲蚀案例 273 6.4 喷油器喷管管内液膜的形成与破碎案例 288 6.5 二维提升管内稠密颗粒流案例 301 6.6 鼓泡流化床案例 309 第7章 其他模型案例 318 7.1 湿蒸汽模型案例 318 7.2 群体平衡模型案例 330 7.3 熔融凝固模型案例 351 7.4 空化模型案例 368 7.5 多重参考坐标下多相流案例 380 7.6 源项加载应用案例 388 7.6.1 二次沉淀池污泥回收案例 388 7.6.2 填充床反应器案例 396 7.6.3 喷墨打印机案例 405 参考文献 414 附录 415