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标题: 多孔介质介绍 [打印本页]

作者： even2004 标题:多孔介质介绍 时间： 2009/05/13/08:28
以下是从帮助中摘得的：

Fluent自带了一个多孔介质的例子，catalytic_converter.cas，是一个汽车尾气催化还原装置，其中绿色部分为催化剂部分

其他设置就不说了，只说说与多孔介质有关的设置。
在建立模型时，必须将多孔介质单独划分为一个区域，然后才可以在设置边界条件时将这个区域设置为多孔介质。
1、在zone中选中该区域，在type中选中fluid，点set来到设置面板。
2、在Fluid面板中，选中Porous zone选项，如果忽略多孔区域对湍流的影响，选中Laminar zone。
3、首先是速度方向的设置，在2d中，在direction-1 vector中填入速度方向，在3d中，在direction-1 vector和direction-2 vector中填入速度方向，余下的未填方向，可以根据principal axis得到。另外也可以用Update From Plane Tool来得到这两个量。
4、填入粘性阻力系数和惯性阻力系数，这两个系数可以通过经验公式得到。在catalytic_converter.cas中可以看到x方向的阻力系数都比其他两个方向的阻力系数小1000倍，说明x方向是主要的压力降方向，其他两个方向不流通，压力降无限大。（经验公式可以看帮助文件，其中有详细的介绍）。随后的Power Law Model 中两个系数是另一种描述压力降的经验模型，一般不使用，可以保留缺省值0。
5、最后是Fluid Porosity，这个值只在模型选择了Physical Velocity时才起作用，一般对计算没有影响，这个值要小于1。补充：这个值在计算热传导时也起作用。
下面是改变一些参数后的比较。
1、速度方向的改变：
原case：1、0、0 和 0、1、0 y=0截面的速度矢量图

修正case：-0.7366537、0.06852359、0.6727893 和 0.6694272、-0.06727878、0.7398248 y＝0速度矢量图

2、修改Porosity值为0.5
原case，y＝0截面

修正case，y＝0截面：

修正case，且打开solver面板中的Physical Velocity选项：

最后比较一下有多孔介质和无多孔介质对流场的影响。压力降的影响肯定是有的，下面主要看对速度流场的影响。
原case ，y＝0截面：

修正case，取消多孔介质区域，y＝0截面：

从以上两图对比可以看出，多孔介质对速度场有明显的整流作用。
多孔介质和压力跳跃（porous-jump）的异同：
1、两者都可以模拟压力降，但是多孔介质对速度场也有整流的作用，而porous-jump则没有。
2、在离散相模型中，多孔介质对离散相没有作用，而porous-jump可以选择对离散相的作用。
3、多孔介质可以考虑粘性阻力项和惯性阻力项，而porous-jump只可以考虑惯性阻力项，其经验公式与多孔介质相同
4、在收敛性方面，porous-jump要比多孔介质好很多，因此Fluent一般推荐使用porous-jump条件。
多孔介质中系数的求解