多相流与组分输运

CFD 多相流模型选择框架

从相分布、体积分数、界面尺度、颗粒浓度和相间耦合强度出发，在 VOF、混合物、Euler–Euler 与 Euler–Lagrange 方法之间做选择。

林工程师14 分钟更新于 2026/8/5

模型选择多相流VOFEuler-EulerEuler-Lagrange进阶

多相模型的第一问题是“界面是否需要被解析”，第二问题是“分散相是否可以用统计连续介质描述”。先回答这两个问题，再考虑软件中的模型名称。

1. 按相形态选择

清晰的大尺度自由液面、液滴合并或波动通常使用 VOF 等界面捕捉方法。大量分散气泡或颗粒且各相体积分数都重要时，可考虑 Euler–Euler。稀疏颗粒、液滴或气泡轨迹问题常使用 Euler–Lagrange。相间滑移较弱且只关注混合物整体行为时，可用简化混合物模型。

稀相可采用单向耦合，连续相影响颗粒而颗粒不反作用；负载增加后需双向动量、能量或质量耦合；高浓度还可能需要颗粒—颗粒碰撞和颗粒应力模型。

阻力、升力、湍流扩散、破碎、聚并、传热和相变都需要子模型。子模型应与粒径、形状、Re、We 和体积分数范围相符，不能把软件默认当作已验证参数。

界面捕捉需要足够网格解析曲率和薄液层；拉格朗日颗粒需要控制单元穿越时间；Euler–Euler 需解析相含率梯度。不同方法的时间步限制不可互换。

先用单液滴、沉降速度、气泡柱或静水自由面等基准验证子模型，再进入复杂设备。报告各相质量守恒、相含率范围、粒径分布和统计采样。