2.1基本理论
实验测量、理论分析和数值模拟研究流体常用的三种方法。三种方法都有各自的优缺点。实验测量的结果具有直观性和正确性；理论研究具有普遍性，能够为其他的研究方法提供理论支持；而数值模拟是最先进的不受设备条件要求的研究方法。目前数值模拟的方法因其方便且受限制小而被大家广泛应用，但是数值结果也需要与实验数据进行对比，通过实验来验证模型的正确可行性。正确的模拟方法可以为我们研究的对象提供实验所观察不到的有价值的研究和预测。三种方法在研究中是相辅相成的。
目前数值计算的研究方法已经有了长足的发展，得到了广泛的应用。此种方法将需要研究的问题在虚拟的环境中进行计算，排除了时间、空间等各种因素的限制，我们可以对不同参数和工况进行取值，得到以下在实验中无法观察得到的数据，因此具有实验无法达到的优越性。在模拟计算中，只要建立合理的数学模型和物理模型，就能借助计算机就可以得到理想的结果。
对于流体换热或流动问题，都可以采用CFD方法解决，CFD方法计算过程如下：
（1）选择合理的数学模型来描述简化之后的实际问题，只有建立其合理的数学模型，才能对问题进行分析。
当头炮对屏风马
（2）选择合理的计算方法，建立描述数学模型的方程，选择合理的方法对计算区域进行合理的处理。同时选择合理的求解方法、设置边界条件、 微分方程的离散化方法以及坐标系的建立等等也是至关重要的。直接
关系着结果的正确与否。
（3）利用Gambit、ICEM等软件对计算区域进行网格划分。在FLUENT中对区域进行定义和参数的设定，这是模型改变最多的部分，也是CFD
中最重要的部分。
（4）得到计算结果。可以利用FLUENT自带的后处理软件对数据进行处理，结果可以通过图表或者散点图等形式表现出来，通过给出的结果分析
各项参数的变化情况。
不再失落2.2VOF模型（Volume of Fluent Model）
VOF模型，是建立在固定的欧拉网格下的表面跟踪办法。建立在两种或者多种流体（或相）不相互混
合的前提下。当需要得到一种或者多种互不相融的流体交界面时，可以采用这种模型。在VOF模型中，不同的流体组分共用、着一套动量方程，通过引进相体积分数这一变量，实现对每一个计算单元相界面的追踪。在每个控制容积，所有相体积分数额总和为1，。所有变量及其属性正在控制容积各相共享，并且代表了容积平均值。这样，在任何给定控制容积的变量及其属性纯粹的代表了一相或者相的混合，并且由相体积分数决定。换句话说，在单元中，若第q相流体体积分数为qα，那么可能存在以下三种情况：
（1）qα=0 ：单元里不存在第q相流体。
（2）qα=1 ：单元里充满了第q相流体。
（3）0<qα<1 : 单元里包含了第q相流体和一相或者其他多相流体的界面。
基于qα的局部值，适当的属性和变量在一定围分配给每一个控制单元。
2.1体积分数方程（连续性方程）
跟踪相之间的界面是他通过求解一相或者多相的容积比率的连续方程来完成的。对第q相，有
q q q q S v t αααρ∂+⋅∇=∂ （2-1）
其中：q S α为质量源项，在默认情形下方程2-1右端源项为零，但当你给每一相指定常数或用户定义的质量源，则右端不为零。主相的体积分数的计算基于如下约束：
n q q=1=1α
学术谷歌∑ （2-2）
2.2属性计算
出现在输运方程中的属性是由存在于每一控制容积中的分相决定的。假设两相流系统中，相由下标1和2表示，，若第二相的体积分数被跟踪，那么每一单元中的密度如下：
()2221=+1-ραραρ （2-3）
通常，对n 相系统，容积比率平均密度采用如下形式：
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q q =ραρ∑ （2-4）
所有其他属性都以这种方式计算。
2.3动量方程
通过求解整个区域单一的动量方程，得到的速度场是由各相共享的。动量方程取决于通过属性ρ和μ的所有相的容积比率，方程如下：
()()()t T v vv p v v g F ρρμρ∂⎡⎤+∇⋅=-∇+∇+∇++⎢⎥⎣⎦∂
（2-5）
2.4能量方程企业社会责任论文
能量方程在各相中也是共享的，表示如下：
()()()t eff h E v E p k T S ρρ∂⎡⎤+∇⋅+=∇⋅∇+⎣⎦∂ （2-6） 其中：eff k ——有效热导率；h S ——源项，包括辐射以及其他体积热源； E ——总能量。
VOF 模型处理能量E 与温度T ，作为质量平均变量:
1
1n q q q q n
q q q E E α
ραρ===∑∑ (2-7)
这里每一相的q E 是基于该相的比热和共享温度得到。属性ρ和eff k 是被各相共享的。h S 包含辐射的贡献，也有其他的容积热源。
2.5标量方程
根据你问题的定义，在求解时或许涉及到附加的标量方程。在紊流情形时，只求解一套输送方程，紊流变量（如k 和ε）被通过整个区域的各相共享。
2.6界面的描述
Fluent 中对气液界面额描述有四种方案：几何重建；物质接受；欧拉显式；欧拉隐式。本文采用几何重建法。假定相界面在每个计算单元通过一线性形状计
算穿过界面的对流及位置等信息如图2 -1所示。其中白部分代表气相区域，阴影部分代表液相区域，中间的分隔线代表气液相界面。
图2-1几何重构法中的气液界面
2.7时间依赖
对时间依赖的VOF计算，方程2-1的求解使用显式得时间匹配方案。Fluent 自动地为体积分数方程的积分细分时间步长，可以通过修改Courant数值影响这个时间步长，可以选择每一时间步更新一次体积分数或者每一时间步的每一次迭代更新一次。
2.8表面力与壁面粘附
1）表面力
Fluent表面力模型是连续表面力模型，VOF计算中附加的表面力导致了
动量方程中的源项。跨过表面的压降依赖于表面力系数σ和通过两个半径的正交方向量度表面曲率1R和2R：
21
12
11
本草纲目拾遗+
R R
p pσ⎛⎫
-= ⎪
⎝⎭
（2-10）
其中：1p和2p是两种流体界面两侧的压力。
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