发布时间 : 星期五 文章多孔介质-Fluent模拟更新完毕开始阅读
式中
, 粘性阻力系数为, .
注意同样的处理方式能被用于多孔介质跳跃边界条件。同样你也需要考虑多孔介质的厚度。实验数据也可以画xy曲线，就像方程7－22
－1，这样就可以确定渗透阻力系数和压降系数。
使用幂函数模型
选择幂函数模型来近似多孔介质动量方程源项，需要输入的参数只有c0和c1.在power law model中，输入c0和c1参数，注意幂函数模型能与达西定律和惯性模型结合使用。
C0必须为国际单位制，c1只能是常数。
定义孔隙率
在fluid porosity的porosity中定义孔隙率，这个输入窗口在阻力输入下面。
可以使用用户自定义函数来定义孔隙率。当加载并编译了udf以后，就可以在相应的下来菜单中选用。注意必须使用DEFINE-PROFILE宏来定义udf。生成和使用udf的详细信息见udf手册。
孔隙率就是多孔介质区域多孔介质流体的体积分数。孔隙率用来计算热传导见方程7.19.3和非定常流动标量方程的时间微分项见7.19.5节。它还影响到化学反应源项和体积力。这些源项与流体的体积成正比。如果介质区域完成的，可以设定孔隙率为1。如果孔隙率为1，介质的固体部分将对热传导或者热、化学源项没有影响。
定义多孔介质材料
当选择了多孔介质的热传导模型，就必须定义多孔介质的材料。
下拉fluid面板的阻力输入，在fluid 孔隙率下面选择合适的solid material name。可以使用material面板里面的edit来检查或者修改其组成；这个面板只包含了所选材料的性质，而不是标准材料面板里面的所有资料。在material面板中，可以定义udf的非各向同性热传导率。注意必须使用DEFINE-PROPERTY宏来定义非各向同性热传导率。
定义源项
如果需要计算多孔介质能量方程的源项，激活source term选项并设定一个非零的能量源项。求解器将计算热生成率 乘以网格里面的多孔介质的体积。可以定义质量，动量，湍流，组分或者其它标量方程的源项，见7.28节。
定义固定值
如果希望固定计算区域流体的某个或者多个值，而不是通过迭代来得到这些值，可以激活fixed values选项，见7.27节。
压制多孔介质区域的湍流粘性
就像7.19.4章节所讲的，多孔介质的湍流计算就像在没有多孔介质的主流动中一样。如果使用湍流，不包括les模型，假设你想让多孔介质区域的湍流生成率为0，激活laminar zone选项。参考7.17.1还有其它方法来压制湍流生成。
定义旋转坐标轴和定义移动区域
旋转坐标轴和移动区域的设定方法与标准的设定方法一直，见7.17.1章节。
7.19.7基于物理速度的多孔介质模型
就像7.19.1所述，fluent默认是基于体积流率来计算虚假速度。控制方程里面的虚假速度可以表示成以下方式：
式中：r定义为孔隙率，是流体所占体积与总体积的比值。
(7.19-28)
在多孔介质区域内部的虚假速度与区域外的速度一样。这样的处理方式就不能计算了多孔介质区域速度增加。在许多精确的数值模拟中，计算真实速度是必要的，或者物理速度，而不是计算虚假速度。
Fluent用需基于物理速度的计算，使用solver面板的porous formulation。默认superficial velocity选项是选上的。
使用物理速度方程，并假设通用标量的各向异性多孔介质的控制方程取下：
(7.19-29)
假设各向异性多孔介质和单相流动，体积平均质量和动量守恒方程如下：
(7.19-30)
(7.19-31
)
第二个方程的最后一项代表多孔介质壁面对流体的粘性和惯性力。
Note that even when you solve for the physical velocity in Equation 7.19-31, the two resistance coefficients can still be derived using the superficial velocity as given in
Section 7.19.6. FLUENT assumes that the inputs for these resistance coefficients are based upon well-established
empirical correlations that are usually based on superficial velocity. Therefore, FLUENT automatically converts the inputs for the resistance coefficients into those that are compatible with the physical velocity formulation.
Note that the inlet mass flow is also calculated from the
superficial velocity. Therefore, for the same mass flow rate at the inlet and the same resistance coefficients, for either the
physical or superficial velocity formulation you should obtain the same pressure drop across the porous media zone.
7.19.8 多孔介质模型的求解策略
一般情况下，可以使用标准求解过程和求解参数来模拟多孔介质模型。当渗透系数比较小或者惯性系数 比较大的时候导致压降相对较大，从而会导致收敛变慢。压降做为动量方程源项，使得对角占优矩阵方程的优势降低从而导致求解速度降低。提供一个好的初始压降假设是解决弱收敛性的方法。可以通过为多孔介质的前后区域的压力场打补丁的方式来获得这个初值，描述见
Section 25.14.2.但是使用这个补丁压力的四会后必须记住的是输入的压力值一定是求解器中的总压，对应于operating conditions panel面板中的操作压力。
另一个解决弱收敛性问题的方法就是临时取消多孔介质模型，计算得到一个没有多孔介质影响的流场。取消多孔介质模型以后，fluent就会将多孔介质区域当做一个流场区域并计算相应的流场。一旦计算得到一个初始流场，或者计算达到稳定或者收敛之后，就可以将多孔介质模型激活接着计算。（当压祖较大的时候这个方法不推荐使用）
涉及到高非各向异性的多孔介质模型的时候，模拟过程有时候可能会遇到收敛问题。可以通过限制多孔介质系数( and )在两个或者三个量级的范围内。甚至如果一个方向的阻力是无穷大的时候，不需要把这个方向的阻力设置的很大。
7.19.9多孔介质模型的后处理
多孔介质模型对流场的影响可以通过速度或者压力值来表现。图象显示（包含xy曲线，等高线，或者矢量曲线）或者相关变量或者函数的相关数字报告。