多孔介质模型.pdf

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1、FLUENT6.1 全攻略 9分量来定义。图 8-26 Solid（固体）面板 6.定义辐射参数 如果使用 DO 模型计算辐射过程，可以在 Participates in Radiation（是否参与辐射）选项中确定固体区域是否参与辐射过程。8.19 多孔介质条件 很多问题中包含多孔介质的计算，比如流场中包括过滤纸、分流器、多孔板和管道集阵等边界时就需要使用多孔介质条件。在计算中可以定义某个区域或边界为多孔介质，并通过参数输入定义通过多孔介质后流体的压力降。在热平衡假设下，也可以确定多孔介质的热交换过程。在薄的多孔介质面上可以用一维假设“多孔跳跃（porous jump）”定义速度和压强的降落

2、特征。多孔跳跃模型用于面区域，而不是单元区域，在计算中应该尽量使用这个模型，因为这个模型可以增强计算的稳定性和收敛性。FLUENT6.1 全攻略 108.19.1 多孔介质模型的假设和限制条件 多孔介质模型采用经验公式定义多孔介质上的流动阻力。从本质上说，多孔介质模型就是在动量方程中增加了一个代表动量消耗的源项。因此，多孔介质模型需要满足下面的限制条件：（1）因为多孔介质的体积在模型中没有体现，在缺省情况下，FLUENT 在多孔介质内部使用基于体积流量的名义速度来保证速度矢量在通过多孔介质时的连续性。如果希望更精确地进行计算，也可以让 FLUENT 在多孔介质内部使用真实速度，详情见 8.19

3、.7 节。（2）多孔介质对湍流的影响仅仅是近似。（3）在移动坐标系中使用多孔介质模型时，应该使用相对坐标系，而不是绝对坐标系，以保证获得正确的源项解。8.19.2 多孔介质的动量方程 在动量方程中增加一个动量源项可以模拟多孔介质的作用。源项由两部分组成：一个粘性损失项，即方程（8-45）右端第一项；和一个惯性损失项，即方程（8-45）右端第二项。+=313121jjmagijjjijivvCvDS （8-45）式中iS是第 i 个（x、y 或 z 方向）动量方程中的源项，D和C是给定矩阵。负的源项又被称为“汇”，动量汇对多孔介质单元动量梯度的贡献，在单元上产生一个正比于流体速度（或速度平方）的

4、压力降。在简单、均匀的多孔介质上，还可以使用下面的数学模型：+=imagiivvCvS212 （8-46）式中代表多孔介质的渗透性，2C是惯性阻力因子，将D和C分别定义为由/1和2C为对角单元的对角矩阵。FLUENT 中还可以用速度的指数律作为源项的模型，即：()iCCivvCvCS10011=（8-47）式中0C和1C为用户自定义的经验常数。其中压力降是各向同性的，0C的单位为国际FLUENT6.1 全攻略 11单位制。1.多孔介质的 Darcy 定律 在流过多孔介质的层流中，压力降正比于速度，常数2C可以设为零。忽略对流加速和扩散项，多孔介质就简化为 Darcy 定律：vp?=（8-48）

5、FLUENT 在 x、y、z 三个坐标方向计算出的压力降为：=31jxjxjxnvp=31jyjyjynvp （8-49）=31jzjzjznvp 式中的ij/1就是方程（8-45）中的D，jv是 x、y、z 三个坐标方向的速度分量，xn、yn、zn是多孔介质在 x、y、z 三个坐标方向的真实厚度。如果计算中使用的厚度值不等于真实厚度值，则需要对ij/1做出调整。2.多孔中的惯性损失 在流速很高时，方程（8-45）中的常数2C可以对惯性损失做出修正。2C可以被看作流动方向上单位长度的损失系数，这样一来就可以将压力降定义为动压头的函数。如果计算的是多孔板或管道阵列，在一些情况下可以略去渗透项，而

6、只保留惯性损失项，并产生下面简化形式的多孔介质方程：=31221jmagjijvvCp （8-50）或者写成分量形式：FLUENT6.1 全攻略 12=31221jmagjxxjxvvnCp=31221jmagjyyjyvvnCp （8-51）=31221jmagjzzjzvvnCp 再次说明，上式中的厚度即模型中定义的厚度。8.19.3 多孔介质能量方程的处理 多孔介质对能量方程的影响体现在对对流项和时间导数项的修正上。在多孔介质对对流项的计算中采用了有效对流函数，在时间导数项中则计入了固体区域对多孔介质的热惯性效应：()()()()()hfiiieffffssffSvJhTkpEvEEt+

7、=+?1 （8-52）式中fE为流体总能，sE为固体介质总能，为介质的多孔性，effk介质的有效热导率，hfS流体焓的源项。FLUENT 中使用的有效导热率effk是流体导热率和固体导热率的体积平均值：()sfeffkkk+=1 （8-53）式中为介质的多孔率，fk为流体的热导率，sk为固体的热导率。fk和sk可以用自定义的函数计算。各向异性的热导率也可以用自定义函数定义。8.19.4 多孔介质模型对湍流的处理 在缺省情况下，FLUENT 在多孔介质计算中通过求解标准守恒型方程计算湍流变量。在计算过程中，通常假设固体介质对湍流的生成和耗散没有影响。在多孔介质的渗透率很大，因而介质的几何尺度对湍

8、流涡结构没有影响时，这个假设是合理的。在另外一些情况FLUENT6.1 全攻略 13中，可能不需要考虑流动中的湍流，即假定流动为层流。如果计算中使用的湍流模型是k、k或 Spalart-Allmaras 模型中的一种，则可以通过将湍流粘度t设为零的方式忽略湍流的影响。如果湍流粘度t被设置为零，则在计算过程中仍然会将湍流变量输运到介质的另一面，但是湍流对动量输运过程的影响则完全被消除。在 Fluid（流体）面板中将多孔介质区设为 Laminar Zone（层流区）选项就可以将湍流粘度t设为零。8.19.5 多孔介质对瞬态标量方程的影响 对于多孔介质的瞬态计算，多孔介质对时间导数项的影响体现在对所

9、有变量的输运方程和连续性方程求解中。在考虑多孔介质的影响时，时间导数项变为()t，式中为任意流动变量，为多孔率。在瞬态流动计算中，多孔介质的影响是被自动加入计算过程的，其多孔率在缺省设置中等于 1。8.19.6 多孔介质计算中用户的输入参数 多孔介质计算中需要输入的项目如下：（1）定义多孔介质区域。（2）定义多孔介质速度函数形式。（3）定义流过多孔介质区的流体属性。（4）设定多孔区的化学反应。（5）设定粘性阻力系数。（6）设定多孔介质的多孔率。（7）在计算热交换的过程中选择多孔介质的材料。（8）设定多孔介质固体部分的体热生成率。（9）设定流动区域上的任意固定值的流动参数。（10）需要的话，将多

10、孔区流动设为层流，或取消湍流计算。（11）定义旋转轴或区域的运动。所有参数设置均在流体（Fluid）面板中完成，见图 8-27。1.定义多孔区 选中 Porous Zone（多孔介质区）选项就可以将流体区域设为多孔介质。FLUENT6.1 全攻略 14 图 8-27 多孔计算选项 2.定义多孔介质速度公式 在 Solver（求解器）面板中有一个 Porous Formulation（多孔公式）区可以确定在多孔介质区域上使用名义速度或物理速度。缺省设置为名义速度。3.定义流过多孔介质的流体 在 Material Name（材料名称）中选择所需的流体名称即可。可以用编辑功能改变流体的参数设置。组元

11、计算或多相流计算中的流体不在这里定义，而是在 Species Model（组元模型）面板中定义。4.在多孔区域上设置化学反应 在 Fluid（流体）面板上选中 Reaction（反应）选项，再从 Reaction Mechanism（反应FLUENT6.1 全攻略 15机制）中选择合适的反应就可以在多孔介质区域的计算中加入化学反应。如果化学反应中包括表面反应，则需要设定 Surface to Volume Ratio（面体比）。面体比是多孔介质单位体积上拥有的表面积，因此可以作为催化反应强度的度量。根据这个参数，FLUENT 可以计算出体积单元上总的表面积。5.定义粘性和惯性阻力系数 粘性和惯

12、性阻力系数的定义方式是相同的。在直角坐标系中定义阻力系数的办法是：在二维问题中定义一个方向矢量，或在三维问题中定义两个方向矢量，然后再在每个方向上定义粘性和惯性阻力系数。在二维计算中的第二个方向，即没有被显式定义的那个方向，是与被定义的方向矢量相垂直的方向。与此类似，在三维问题中的第三个方向为垂直于前两个方向矢量构成平面的方向。在三维问题中，被定义的两个方向矢量应该是相互垂直的，如果不垂直的话，FLUENT 会将第二个方向矢量中与第一个方向矢量平行的分量删除，强制令二者保持垂直。因此第一个方向矢量必须准确定义。用 UDF 也可以定义粘性和惯性阻力系数。在 UDF 被创建并调入 FLUENT 后

13、，相关的用户定义选项就会出现在下拉列表中。需要注意的是，用 UDF 定义的系数必须使用DEFINE_PROPERTY 宏。如果计算的问题是轴对称旋转流，可以为粘性和惯性阻力系数定义一个附加的方向分量。这个方向应该与其他两个方向矢量相垂直。在三维问题中，还允许使用圆锥（或圆柱）坐标系。需要提醒的是，多孔介质流中计算粘性或惯性阻力系数时采用的是名义速度。6.定义阻力的步骤 定义阻力系数的步骤如下：（1）定义方向矢量。1）如果采用直角坐标系，在二维计算中只要定义第一方向矢量（Direction-1 Vector）即可，在三维计算中则还要定义第二方向矢量（Direction-2 Vector）。矢量的

14、起点都是（0,0）或（0,0,0），终点则用坐标（x,y）或（x,y,z）定义。在无法确定多孔介质的方向矢量时，可以使用三维的平面工具或二维的线工具定义方向矢量：?在多孔介质边界上启动 plane tool（面工具）或 line tool（线工具）。?旋转面工具或线工具的轴，使之与多孔介质相吻合。?从 Fluid（流体）面板中点击 Update From Plane Tool（从面工具更新）或 Update From Line Tool（从线工具更新），FLUENT 就会将工具的红箭头方向设为第一方向矢量。在三维问题中，同时将绿色箭头方向设为第二方向矢量。2）在三维问题中还可以使用圆锥坐标系完

15、成设置，具体步骤如下：?选择 Conical（圆锥）选项。?定义 Cone Axis Vector（圆锥轴矢量）和 Point on Cone Axis（圆锥轴上的点）。FLUENT6.1 全攻略 16圆锥轴矢量的方向由起点为（0,0,0）终点为（x,y,z）的矢量确定。而圆锥轴上的点则用于将阻力转换为直角坐标系中的值。?设置 Cone Half Angle（半锥角）。如果使用的是圆柱坐标系，则将半锥角设为零。在事先不知道圆锥轴的方向和锥面上一点坐标的时候，可以用面工具设置圆锥轴矢量和锥面上一点的坐标。一种方法是：（a）在 Snap to Zone（转换到区域）按钮旁边选择垂直于圆锥轴的边界区

16、域。（b）点击转换到区域按钮，FLUENT 会自动将面工具设在边界上。同时设定的有 Cone Axis Vector（圆锥轴矢量）、Point on Cone Axis（圆锥轴上一点）和半锥角。另一种方法是：（a）将面工具设在多孔区域上。（b）转动、平移面工具的轴，使得红色箭头指向圆锥轴的方向，同时使面工具的原点与圆锥轴的原点重合。（c）在二者的轴和原点全部重合后，点击 Update From Plane Tool（从面工具更新）按钮，FLUENT 就会自动设定圆锥轴矢量和圆锥上一点的坐标。（2）在 Viscous Resistance（粘性阻力）下，在每个方向上定义粘性阻力系数/1，在Ine

17、rtial Resistance（惯性阻力）下，在每个方向上定义惯性阻力系数2C。如果使用圆锥定义方法，则方向一（Direction-1）为圆锥轴方向，方向二（Direction-2）为垂直于锥面的方向，对应于圆柱坐标系中的径向，方向三（Direction-3）为周向。在三维问题中有三类系数，二维问题中则有两类：1）在各向同性问题中，所有方向的阻力系数是相同的，比如海绵。在这类问题中，必须明确地将各方向的阻力系数设为同一个值。2）在某个方向的阻力系数与其他方向有所不同时，应该谨慎设置阻力参数。比如，如果一个多孔介质区由圆柱形吸管组成，并且吸管的开口方向与流动方向平行，则流体会比较容易地流过吸管

18、，但是在其他两个方向则不易流过。如果有一个与流动方向垂直的平板，则流体完全不能流过平板，而是沿平板向其他两个方向流动。3）三维问题中另一种可能情况是所有三个方向都是不同的。比如，如果多孔介质区由不规则排列的物体组成，则流体在其中流过时在各个方向上的过程都是不同的。因此需要在各个方向上设置不同的系数。7.粘性和惯性阻力系数的推导 推导粘性和惯性阻力系数的方法如下：（1）采用已知的压强损失，基于名义速度推导多孔介质参数。使用多孔介质模型必须注意的是，FLUENT 中假设多孔介质单元是完全浸没在流体中的，而用户定义的ij/1和ijC2都是基于这个假设得出的。假定真实容器中的压强降与速度FLUENT6

19、.1 全攻略 17的关系是已知的，而其中的多孔介质却是部分浸没在流体中的。通过下面的练习可以掌握一种计算2C的方法。例题：一块多孔板有 25浸没在流体中，压强降为动压头的 0.5 倍，损失因子LK的定义为：=2%2521vKpL （8-54）因此LK应该等于 0.5，计算动压使用的速度是经过 25浸没在流体中的多孔介质上的速度。计算2C时应该注意：1）在假定多孔板 100浸没在流体中的前提下计算其速度。2）损失系数必须被转化为单位长度上动压损失。因此损失因子LK适用于下面的公式：=2%10021vKpL （8-55）式中%100%254vv=，8145.022%1002%25=vvKKLL （

20、8-56）根据第 2）条要求，还需要将LK转换为单位厚度多孔板上的损失系数。假定板的厚度为 1mm，则惯性损失因子为：1328000108=mKCL厚度 （8-57）对各向异性介质，上述过程需要在各坐标方向上重复进行。（2）用 Ergun 方程计算充填床的多孔介质参数。作为第二个例子，可以研究一下充填床问题。在湍流中，充填床的数学模型是用穿透率和惯性损失系数来定义的。计算相关常数的一种办法是使用半经验公式 Ergun 方程，这个方程适用的雷诺数范围很广，同时也使用于多种填充物：FLUENT6.1 全攻略 18()()23322175.11150+=vDvDLppp （8-58）在计算层流时，（

21、8-58）式中右端第二项可以被去掉，Ergun 方程随之简化为Blake-Kozeny 方程：()=vDLpp3221150 （8-59）在上述方程中为粘度，pD为粒子的平均直径，L为床的深度，为空腔比率，定义为空腔与填充床的体积比。对比方程（8-48）、（8-50）和（8-58）可知，各方向上的渗透率和惯性损失系数为：()2321150=pD （8-60）()3215.3=pDC （8-61）（3）用经验公式推导穿过多孔板的流动参数 作为第三个例子，下面用 Van Winkle 方程计算带方孔的多孔板上压强的损失。方程的提出者认为该方程适用于呈三角形分布的等距方孔板的湍流计算，具体形式如下：

22、()()()2/1/2pffAApCAm=?（8-62）式中m?为通过板的质量流量，fA为孔的总面积，pA板的总面积（固体与孔的和），tD/孔直径与板厚之比，C是随雷诺数和tD/变化的系数，其值可以通过查表获得。在6.1/Dt，且4000Re 时，C近似等于 0.98，其中雷诺数是用孔的直径做特征长，孔中流体的速度做特征速度求出的。将方程pvAm=?代入（8-62），并除以板厚tx=，可得：()tAACvxpfp1/121222=（8-63）其中v是名义速度。与方程（8-50）对比后可以发现：()tAACCfp1/1222=（8-64）（4）用表格数据计算流过纤维垫的多孔介质参数 FLUENT

23、6.1 全攻略 19在计算流体流过纤维垫或过滤器这类问题时，除了 Blake-Kozeny 方程外，还可以用试验数据进行计算，见下表：表 8-6 纤维计算试验数据表格 固体材料的体积比 纤维的无量纲渗透率B 0.262 0.25 0.258 0.26 0.221 0.40 0.218 0.41 0.172 0.80 表中2/aB=，a为纤维直径。的含义与（8-48）式中相同，对于给定纤维直径和体积比的多孔介质是容易求出的。（5）用压强和速度的试验数据计算多孔介质系数 在已知多孔介质上的速度与压强降的试验数据时，可以通过插值求出多孔介质上的系数。下面通过一个例子说明这一点。假设试验数据如表 8-

24、7 所示。采用表 8-7 的数据可以拟合出一条“速度压强降”曲线，其方程为：vvp33539.428296.02=（8-65）其中p为压强降，v为速度。这个方程等价于方程（8-46），形式上是速度v的多项式，对比两个方程可知：2128296.02C=（8-66）表 8-7 速度、压强降的试验数据 速度（m/s）压强降（Pa）20.0 78.0 50.0 487.0 80.0 1432.0 110.0 2964.0 在3/225.1mkg=时，惯性阻力因子462.02=C。同样地，=33539.4 （8-67）在5107894.1=时，可知242282/1=。FLUENT6.1 全攻略 208.

25、采用指数律模型 如果采用指数律模型计算多孔介质的动量源项，则需要输入的系数只有0C和1C。在Fluid（流体）面板的 Power Law Modal（指数律模型）下，输入0C和1C。指数律可以与 Darcy 和惯性模型同时使用，0C必须使用国际单位制。9.定义多孔性 在 Fluid（流体）面板中的 Fluid Porosity（流体多孔率）下设置多孔率，即可定义计算中的多孔率参数。定义多孔率的另一个方法是使用 UDF 函数。在创建了相关函数并将其载入 FLUENT后就可以在计算中使用了。10.定义多孔介质材料 在 Fluid（流体）面板中的 Fluid Porosity（流体多孔率）下，选择

26、Solid Material Name（固体材料名称），然后直接进行选择即可。如果固体材料的属性参数不符合计算要求，可以对其进行编辑，比如可以用 UDF 函数编辑材料的各向异性导热率。11.定义源项 如果在计算中需要考虑多孔介质上的热量生成，可以开启 Source Terms（源项）选项，并设置一个非零的 Energy（能量）源项。求解器将把用户输入的源项值与多孔介质的体积相乘获得总的热量生成量。12.定义固定值 如果有些变量的值不需要由计算得出，就可以选择 Fixed Values（固定值）选项，并认为设定这些参数。13.在多孔区域中取消湍流计算 在 Fluid（流体）面板中，开启 Lami

27、nar Zone（层流区）选项，就可以将湍流粘度设为零，从而使相关区域中的流动保持层流状态。14.定义旋转轴和区域运动 其方法与标准流体区域上的设置相同，这里不再重复。FLUENT6.1 全攻略 218.19.7 用物理速度定义多孔介质 在多孔介质的计算中，FLUENT 在缺省情况下用名义速度计算多孔介质区域的流动。名义速度可以在总体上保证流动的连续性，但是对于流动细节的考虑则不如物理速度，因此如果要更准确地计算多孔介质流动应该使用物理速度。名义速度与物理速度的关系如下：物理名义vv?（8-68）在 Solver（求解器）面板中的 Porous Formulation（多孔介质公式）中可以定义

28、物理速度。采用物理速度公式，假定为通用的流体变量，则各向同性多孔介质的控制方程为：()()()Svt+=+?（8-69）假定流动为单相流，则体积平均的质量和动量应满足的守恒型方程如下：()()0=+vt?（8-70）()()()vvCBpvvtvf?+=+22 （8-71）（8-71）式的最后一项是由多孔介质产生的粘性和惯性阻力项。8.19.8 多孔介质流动的求解策略 在多数情况下，可以用标准的求解次序计算多孔介质流动，但是在计算过程中可以发现计算的收敛速度大大放慢，特别是通过多孔介质区的压强降很大时更是如此。收敛速度放慢的主要原因是多孔介质引起的压强降在动量方程中是作为一个源项出现的，而源项

29、则可以看作对计算增加了一个扰动，使原有格式的收敛性有所降低。解决收敛性问题的方法是提高初始流场的准确性，初始流场的准确性可以加速收敛过程。比如在多孔介质前后设置更接近真实压强值的压强条件，或者在计算中先用不带多孔介质模型的模型计算出初始流场，再把多孔介质模型设置到计算中，这样在一个更接近于最终结果的初始流场中开始的计算能够更快地收敛。在各向异性多孔介质的计算中，如果某个方向上的阻力系数远远大于其他两个方向，也无需将阻力因子设置成很大的值，而最好是将它限制在其他两个方向的阻力系数的 2、3个量级以内。比如多孔介质的一个方向上的阻力系数可能是无穷大，但是在计算中不要将阻力系数设置成无穷大，而是需要

30、将它限制在主流方向阻力系数的 1000 倍以内。FLUENT6.1 全攻略 228.19.9 多孔介质的后处理 能够反映多孔介质流动特点的参数是速度和压强。这两个参数在 FLUENT 内建的后处理模块中都可以找到，并很容易进行图形显示等操作。需要注意的是多孔介质的热力学变量的计算结果不能反映固体介质的性质。报告中显示的密度、热容、热导率和焓，都是多孔介质区域中流体的属性，与固体介质无关。如果多孔介质流动计算中存在表面化学反应，可以用 Reactions.（反应）项中的Arrhenius Rate of Reaction-n（第 n 个反应的 Arrhenius 反应速率）来表示。8.20 风扇

31、边界条件 在已知风扇几何特征和流动特征的条件下，风扇的这些特征可以被参数化用于计算风扇风扇对流场的影响。在风扇边界条件中可以输入一条确定风扇前后压力头与速度关系的经验曲线。同时可以确定的量还包括风扇旋转速度的径向与周向速度分量。风扇模型不是绕风扇流动的精确模型，但是它可以计算流过风扇的流量。风扇可以与其他类型的源项共同使用，也可以作为唯一的源项使用。在作为唯一源项时，系统流量的计算是在考虑系统损失和前面提到的风扇曲线的前提下完成的。8.20.1 风扇方程 1.经过风扇的压强跃升模型 风扇的物理模型是一个无限薄的面，压强在经过这个面时出现跃升，而跃升的值是速度的函数。在函数关系取为多项式的情况下

32、，压强跃升函数的形式为：=Nnnnvfp11 （8-72）式中p为压强跃升量，nf为多项式系数，v为速度。需要注意的是在这个关系式中，速度v的值应该保持为正值，因为这代表流体是向前流过风扇，所以才会产生压强跃升。另一个确定压强跃升的方法是用垂直于风扇的质量平均速度作为计算压强跃升的速度，算出风扇区域的压强跃升。18.3.6 连接多相的 UDFs 到 FLUENT 1 DEFINE_CAVITATION_RATE 一旦通译或编译了 DEFINE_CAVITATION_RATE UDF，函数的名字将会在 FLUENT 的User-Defined Function Hooks 面板（如图 18.3.

33、6.1 所示）中变地可视与可选。请注意，气蚀率的 UDFs 仅适用于混合物的多相模型。要连接 UDF 到 FLUENT 中，首先，在 Multiphase Model 面板（如图 18.3.6.2）中激活Mixture（混合物）模型，然后在 Interphase Mass Transfer 下面选择 Cavitation。下一步，打开 User-Defined Function Hooks 面板，图 18.3.6.1：User-Defined Function Hooks 面板 Define Models Multiphase Define User-Defined Function Hook

34、s 图 18.3.6.2：Multiphase Model 面板 在 Cavitatin Mass Rate Function 的下拉菜单中选择函数的名字（例如，user_cavitation_rate），然后点击 OK。2 DEFINE_EXCHANGE_PROPERTY 一旦通译或编译了 DEFINE_EXCHANGE_PROPERTY UDF，函数的名字将会在FLUENT 的 User-Defined Function 面板（如图 18.3.6.4 所示）中变地可视与可选。用户化的质量输运 UDFs 可以用于 VOF，混合物和 Eulerian 多相模型。阻力系数 UDFs可以用于混合物

35、和 Eulerian 模型，而热传递和升力系数 UDFs 仅适用于 Eulerian 模型。在连接函数之前需要激活多相模型。要连接一个交换特性的 UDF 到 FLUENT，首先需要在 Phases 面板中通过点击Interactions.打开 Phase Interaction 面板（如图 18.3.6.3 所示）。下一步，在 Phase Interaction 面板中点击合适的标签（如，Drag），然后从所需要的相应交换特性（如，Drag Coefficient）的下拉菜单中选择 user-defined。这样将打开 User-Defined Functions 面板。Define Phas

36、es 图 18.3.5.3：Phase Interaction 面板 图 18.3.5.4：User-Defined Functions 面板！为了显示关于混合物模型的阻力系数，务必在 Multiphase Model 面板中的 Mixture Parameters 下面选择 Slip Velocity。最后，从显示在 User-Defined Function 面板中的 UDFs 列中选择函数名（如，drag），点击 OK。那么函数名（如，drag）将会显示于 Phase Interaction 面板的关于 Drag Coefficient的 user-defined 函数的下面。Defin

37、e Dynamic Mesh Parameters 3 DEFINE_VECTOR_EXCHANGE_PROPERTY 一旦通译或编译了 DEFINE_VECTOR_EXCHANGE_PROPERTY UDF，函数名将会在FLUENT 的 User-Defined Functions 面板（如图 18.3.6.6 所示）中变地可视与可选。要连接 UDF 到 FLUENT，首先，通过点击 Phases 面板中 Interactions打开 Phase Interaction 面板（如图 18.3.6.5 所示）。图 18.3.5.5：Phase Interaction 面板 下一步，在 Phas

38、e Interaction 面板中点击 Slip 标签，然后在关于 Slip Velocity 的下拉菜单中选择 user-defined。这样将打开 User-Defined Functions 面板。Define Phases 图 18.3.5.6：User-Defined Functions 面板 ！滑动速度的 UDFs 仅适用于多相混合物模型。最后，从显示在 User-Defined Function 面板（如图 18.3.6.4 所示）上的 UDFs 列中选择函数名（如，custom_slip），点击 OK。8.4.7 连接动态网格的 UDF 到 FLUENT 1 DEFINE_CG

39、_MOTION 一旦通译或编译了 DEFINE_CG_MOTION UDF，函数名将会在 FLUENT 的 Dynamic Zones 面板（如图 18.3.7.1 所示）中变地可视与可选。要连接 UDF 到 FLUENT，首先需要激活动态网格模型。选择 Model 下面的 Dynamic Mesh，点击 OK。！仅当在 Solver 面板中选择了 Unsteady 时，Dynamic Mesh 面板才可被访问。其次，打开 Dynamic Zone 面板。Define Dynamic Mesh Parameters Define Dynamic Mesh Zones 图 18.3.7.1：Dy

40、namic Zones 面板 在 Dynamic Zones 面板（如图 18.7.1 所示）中的 Type 的下面选择 Rigid Body，点击Motion Attributes 标签。最后，从 Motion UDF/Profile 的下拉菜单中选择函数名（如，piston），然后点击 Create，再点击 Close。2 DEFINE_GEOM 一旦通译或编译了 DEFINE_GEOM UDF，函数名将会在 FLUENT 的 Dynamic Zones面板（如图 18.3.7.3 所示）中变地可视与可选。连接 DEFINE_GEOM UDF 到 FLUENT 的步骤与 DEFINE_GE

41、OM UDF 的相同，所不同的是，在 Dynamic Zones 面板（如图 18.3.7.2 所示）中的 Type 的下面选择 Deforming，点击 Geometry Definition 标签。从 Definition 下面的下拉菜单中选择 user-defined，Geometry UDF 的下拉菜单中选择函数名（如，parabola）。图 18.3.7.5.2：Dynamic Zones 面板 3 DEFINE_GRID_MOTION 一旦通译或编译了 DEFINE_GRID_MOTION UDF，函数名将会在 FLUENT 的 Dynamic Zones 面板（如图 18.3.7

42、.3 所示）中变地可视与可选。连接 DEFINE_GRID_MOTION UDF 到 FLUENT 的步骤与 DEFINE_GEOM UDF 的相同，所不同的是，在 Dynamic Zones 面板（如图 18.3.7.3 所示）中的 Type 的下面选择User-Defined，并点击 Motion Attributes 标签。从 Mesh Motion UDF 下拉菜单中选择函数名（如，beam）。图 18.3.7.5.3：Dynamic Zones 面板 8.4.8 连接 DPM UDF 到 FLUENT 1 DEFINE_DPM_BC 一旦通译或编译了 DEFINE_DPM_BC UD

43、F，函数名将会在 FLUENT 的适当的边界条件面板（如图 18.3.8.1 所示）中变地可视与可选。假设 UDF 在一个壁面上定义了一个粒子速度的边界条件。要连接 UDF 到 FLUENT，首先打开 Wall 边界条件的面板，选择 DPM 标签（如图 18.3.8.1）Define Boundary Conditions Define Dynamic Mesh Zones 图 18.3.8.1：Wall 面板 然后，在 Wall 面板中（在 DPM 标签中），在 Discrete Phase Model Conditions 下面的Boundary Cond.Type 的下拉菜单中选择的 u

44、ser_defined，这样将打开一个面板，在这个面板中的 Boundary Cond.Function 的下拉菜单中选择函数名（如，reflect）。点击 OK。2 DEFINE_DPM_BODY_FORCE 一旦通译或编译了 DEFINE_DPM_BODY_FORCE UDF，函数名将会在 FLUENT 的Discrete Phase Model 面板（如图 18.3.8.2 所示）中变地可视与可选。Define Discrete Phase Models 图 18.3.8.2：Discrete Phase Model 面板 要连接 UDF 到 FLUENT，在 User-Defined

45、Functions 下面的 Body Force 下拉菜单中选择函数名（如，particle_body_force）。然后点击 OK。3 DEFINE_DPM_DRAG 一旦通译或编译了 DEFINE_DPM_DRAG UDF，函数名将会在 FLUENT 的 Discrete Phase Model 面板（如图 18.3.8.3 所示）中变地可视与可选。Define Discrete Phase Models 图 18.3.8.3：Discrete Phase Model 面板 要连接 UDF 到 FLUENT，在 Drag Parameters 下面的 Drag Law 下拉菜单中选择函数名

46、（如，particle_drag_force）。然后点击 OK。请注意，在下拉菜单中的函数名前面有单词udf，如 udf particle_drag_force。4 DEFINE_DPM_EROSION 一旦通译或编译了 DEFINE_DPM_EROSION UDF，函数名将会在 FLUENT 的 Discrete Phase Model 面板（如图 18.3.8.3 所示）中变地可视与可选。Define Discrete Phase Models 图 18.3.8.4：Discrete Phase Model 面板 要连接UDF到FLUENT，激活Interaction下面的Interact

47、ion with Continuous Phase 选项，然后打开 Option 下面的 Erosion/Accretion。最后，在 User-Defined Function 下面的Erosion/Accretion 的下拉菜单中选择函数名（如，dpm_accr），点击 OK。5 DEFINE_DPM_INJECTION_INIT 一旦通译或编译了 DEFINE_DPM_INJECTION_INIT UDF，函数名将会在 FLUENT 的Set Injection Properties 面板（如图 18.3.8.5 所示）中变地可视与可选。Define Injections 图 18.3.

48、8.5：Set Injection Porperties 面板 在连接 UDF 之前，需要在 Injections 面板中建立粒子注射。在 Injections 面板中点击Create 打开 Set Injection Properties 面板，建立粒子注射。下面连接 UDF 到 FLUENT。在 Set Injection Properties 面板中选择 UDF 标签，然后在User-Defined Functions 下面的 Initialization 下拉菜单中选择函数名（如，init_bubbles）。点击 OK。6 DEFINE_DPM_LAW 一旦通译或编译了 DEFINE_

49、DPM_LAW UDF，函数名将会在 FLUENT 的 Custom Laws面板（如图 18.3.8.6 所示）中变地可视与可选。要连接 UDF 到 FLUENT，首先点击 Injections面板中的 Create 打开 Set Injection Properties 面板。其次，在 Set Injection Properties 面板中，点击 Custom 选项，这会打开 Custom Laws面板。Define Injections 图 18.3.8.6：Custom Laws 面板 最后，在 Custom Laws 面板中，从六个粒子法则中的某个适当的（例如 First Law）

50、下拉菜单中选择函数名（例如，custom_law），然后点击 OK。7 DEFINE_DPM_OUTPUT 一旦通译或编译了 DEFINE_DPM_OUTPUT UDF，函数名将会在 FLUENT 的 Sample Trajectories 面板（如图 18.3.8.7 所示）中变地可视与可选。Report Sample Discrete Phase 图 18.3.8.7：Sample Trajectories 面板 要连接 UDF 到 FLUENT，在 User-Defined Functions 下面的 Output 下拉菜单中选择函数名（如，dpm_output）。然后点击 Comput