多相流實驗裝置

㈠ 多相流的研究途徑

(1)建立多相流動模型和基本方程組，分析各相的壓力、速度、溫度、表觀密度、體積分數、懸浮物的尺寸及分布等;研究多相流動的壓力降、穩定性、臨界態、以及相間相互作用等。70年代Drew (1971)、Ishii(1975)等從基本守恆原理出發，經嚴格的數學演繹導出了兩相流基本方程，但並未被廣泛接受。現階段通用的方法是：①雙流體模型。對於兩相比例相當的情況，分別建立單相各自的數學物理方程，其中考慮了相間的阻力、相對位移、動量和熱量的交換(傳遞)等物理因素;②均質模型。對於兩相摻混均勻的流動，可概化為均質(連續介質)模型和擴散模型，沿用經典水力學方法進行分析;③統計群模型。對於顆粒(氣泡、液滴和固體顆粒統稱為顆粒)群懸浮體兩相流，引用隨機分析建立統計群(顆粒群)模型。
(2)憑借物理模型進行實驗量測，其中量測技術至關重要，許多新儀器、新技術在多相流測試中得到了應用。例如：觀測流型、流態用高速攝影、全息照相、流動顯示技術等;量測速度用激光流速儀(LDV)、粒子圖像測速技術(PIV)等;檢測液流中氣泡濃度用光纖感測器(探針)，測氣流中固體顆粒濃度用Bp神經網路系統，測斷面平均濃度用放射性同位素法等等。中國計量測試學會於1992年10月成立了「多相流測試專業委員會」，已舉行了多次學術會議，推動了多相流測試技術的發展。

㈡ 多相流理論研究

隨著水文地質科學的發展，地下水水流和溶質運移的理論也在不斷發展。目前有關多相流理論的研究受到了水文地質學界的極大關注，許多學者認為這一領域的研究是水文地質學在21世紀的熱點之一。

目前，對於地下環境中的水、溶質在單相的流體狀態下的作用和運移問題的研究比較成熟，但實際上，水和溶質在地下的運移是一個非常復雜的體系，包括氣—液—固的多相體系，有時還要考慮能量的變化和影響等問題。如不論應用何種模型進行地下水資源評價，含水層補給量的計算都非常重要，這就首先要考慮水在包氣帶的運移和作用，而水在包氣帶的運移就是一個水-氣的多相流問題。在研究地下水中的污染質運移問題時，還要考慮污染物與介質的反應，即考慮固相問題。因此，多相流運移理論的研究對於地下水資源評價、地下水污染的模擬預報都具有重要的意義。

一、多相流理論研究的現狀

目前國際上水文地質界對地下的多相流系統研究比較重視，特別是在溶質遷移方面，如對NAPL（Nonaqueous Phase Liquid，非水相液體）污染質的研究已成為水文地質學者研究的熱點和前沿（H.J.Vermeulen，1996）。NAPL屬於有機污染，與水非混溶，可來自石油、石油化工、農葯、洗滌劑等等，范圍非常廣泛。NAPL在地下環境中的運移是一個非常復雜的問題，實際上它是一個氣-水-NAPL-固多相體系。目前，國際上NAPL在包氣帶和含水層中運移的模擬模型較多，但大部分的模型所考慮的問題單一，僅就某一方面建立模型進行模擬。如Jacob Bear（1996）對潛水面上LNAPL（L表示light，輕非水相液體）透鏡體運移的研究，利用垂向上水、LNAPL和氣三相平衡分布的假設，建立了NAPL漂浮在潛水面上的物質平衡方程，並進行了模擬；Paul C.Reeves和Michael A.Celia（1996）建立了「空隙規模」的網路模型，對毛細壓力、飽和度和相界面積間的關系進行了計算；Chiu-On Ng和Chiang C.Mei（1996）建立了模型模擬了包氣帶中VOC（揮發性有機物）的運移問題；Rainer Helmig（1996）建立了非均質孔隙介質中DNAPL（D表示dense，重非水相液體）運移的模擬模型，等等。

美國能源部太平洋西北實驗室最近成功開發了「多相流地下運移」大型模擬模型軟體，可用來解決復雜的、非線性、多相流、非飽和的水流、物質和能量等運移問題，它幾乎涉及了絕大部分的污染質運移問題（M.D.White&M.Oostrom，1995）。「多相流地下運移」模型具有九個亞模型，分別為：水模型、水-氣模型、水-氣-能量模型、水-油模型、水-氣-油模型、水-氣-油-能量模型、水-鹽模型、水-氣-鹽模型和水-氣-能量-鹽模型。每個亞模型都可獨立使用，模型間也可共用一些模塊。根據不同的具體問題，模型可以模擬一維、二維和三維流情形。

（一）水亞模型

主要考慮水和岩石介質的作用，可模擬飽和、非飽和情況下的地下水流問題和污染質運移問題。模型中物理參數可以是常數也可以隨水相壓力改變而變化，模擬層的飽和度（S）、滲透率（k）是由不同的S-k-p（p為壓力）關系得到的。這種關系可以是滯後的、非滯後的，而且可以考慮流體的「包裹」現象。模型的計算結果包括：水相壓力、飽和度、水相達西速度、溶質濃度和溶質通量。

（二）水-氣亞模型

考慮水相、氣相和岩石介質，模擬飽和、非飽和地下水流問題和溶質運移問題，並有氣相參與。模型假設溶解的氣相物質在氣-液相間的轉換符合亨利定律，被模擬的污染物質可以在液相和氣相中運移。模擬層的S-k-p關系可以是滯後的、非滯後的，而且可以考慮流體的「包裹」現象。模型計算結果包括：水相和氣相壓力、飽和度、水相和氣相達西速度、溶質濃度和溶質通量。

（三）水-氣-能量亞模型

模型同時求解水、氣和能量守恆三個方程，與水-氣亞模型的區別是增加了溫度變數，在模型中考慮了熱量的傳輸和轉換。由於溫度的變化，水相飽和度的變化范圍增大。模型計算結果包括：水相和氣相壓力、溫度、飽和度、水相和氣相達西速度、熱通量、溶質濃度和溶質通量。該模型還可以模擬冰凍過程，包括孔隙中水的冰凍過程，模擬中還考慮溶質濃度對冰凍的影響。

（四）水-油亞模型

考慮水、NAPL和岩石介質，模擬水、NAPL和其他溶質的飽和、非飽和運移問題。模擬層的S-k-p關系可以是滯後的、非滯後的，而且可以考慮流體的「包裹」現象。污染質可以在水和NAPL中運移。模型計算結果包括：水相和NAPL壓力、飽和度、水相和NAPL達西速度、溶質濃度和溶質通量。

（五）水-氣-油亞模型

模型同時求解水、氣和VOC質量守恆3個方程，可模擬水相、氣相、NAPL和岩石系統的流動和溶質運移問題。模型考慮了 VOC和溶解的氣體在不同相之間的轉換，並假設這種相之間的轉換達到平衡。被模擬的污染物質可以在液相、氣相和NAPL中運移。模擬層的S-k-p關系可以是滯後的、非滯後的，而且可以考慮流體的「包裹」現象。模型計算結果包括：水相、氣相和NAPL壓力、飽和度、水相、氣相和NAPL達西速度、溶質濃度和溶質通量。

（六）水-氣-油-能量亞模型

模型同時求解水、氣、VOC和能量守恆方程，在水-氣-油模型的基礎上增加了溫度變數。模型可模擬水-氣-岩石系統中不同流體飽和程度下水和溶質的運移以及熱能的轉換。模型計算結果包括：水相、氣相和NAPL壓力、溫度、飽和度、水相、氣相和NAPL達西速度、熱通量、溶質濃度和溶質通量。

（七）水-鹽亞模型

模型同時求解水、鹽質量守恆兩個方程，可模擬飽和、非飽和情況下水流和溶質運移問題。這一模型的特點是：被模擬水流的物理特性隨水中鹽濃度的變化而變化，這與一般的溶質運移模型的假設不同。模擬層的S-k-p關系可以是滯後的、非滯後的，而且可以考慮流體的「包裹」現象。被模擬的污染物質（不是鹽分）可以在液相中運移。模型計算結果包括：水相壓力、飽和度、水相達西速度、鹽濃度、鹽通量、溶質濃度和溶質通量。

（八）水-氣-鹽亞模型

模型同時求解水和氣質量守恆兩個方程，在水-鹽亞模型的基礎上增加了氣相的參與。鹽分在水相中運移，並考慮其與介質的作用。鹽分質量守恆方程與流動方程同時求解。模型假設溶解的氣相物質在氣-液相間的轉換符合亨利定律。被模擬的污染物質（不是鹽分）可以在液相和氣相中運移，並與介質具有不同的作用。模型計算結果包括：水相、氣相壓力、飽和度、水相、氣相達西速度、鹽濃度、鹽通量、溶質濃度和溶質通量。

（九）水-氣-能量-鹽亞模型

模型同時求解水、氣和能量守恆3個方程，與水-氣-鹽模型的區別是增加了溫度變數。在模型中考慮了熱量的傳輸和轉換。模型計算結果包括：水相、氣相壓力、溫度、飽和度、水相、氣相達西速度、熱通量、鹽濃度、鹽通量、溶質濃度和溶質通量。該模型還可以模擬冰凍過程，包括孔隙中水的冰凍過程，模擬中還考慮溶質濃度對冰凍的影響。

這9個亞模型組成了「多相流地下運移」模型，它幾乎涉及了飽和、非飽和、多相流等地下溶質運移和作用的全部過程，這一模型對邊界條件的處理也具有很大的靈活性和實用性。對於水、氣和VOC質量守恆方程，採用8種邊界條件，分別為：Dirichlet、Neumann、零通量、初始條件、飽和、單位梯度、水力梯度和自由梯度；對於能量和溶質守恆方程，採用Dirichlet、零通量、初始條件、流出和流入5種邊界條件。總之，這一模型具有很強的模擬功能和實用性。

二、存在的問題和未來發展趨勢

首先，在目前多相流的研究中，多使用達西定律來描述氣體的運動。雖然達西定律是地下水在含水層中運移的重要定律，但能否直接應用於描述地下氣體的流動，以及如何確定相關參數仍是問題。此外，有關氣相運移的模型在實際操作中仍有很大的不確定性，如初始、邊界條件的確定，熱力學反應參數的確定等。

此外，在非飽和帶中，採用不同的S-k-p關系來描述其特性時，有的模型甚至有五六種關系可供選擇，包括了滯後作用、包裹現象等等。但如何根據實際問題真實地反應包氣帶中氣、NAPL和水之間的相互作用並給予描述，目前仍然是一個困難。

在多相流模擬模型研究中，實驗室機理模擬尤為重要。如以前一直認為DNAPL一般只出現在含水層的底部，但經過室內模擬實驗，發現DNAPL可以在包氣帶或含水層中滲透性能相對弱的層位或呈透鏡體存在。此外，包氣帶中S-k-p的關系對於污染質運移的模擬至關重要，它的確定也需要大量的實驗室工作。

以上多相流研究中存在的問題也正是未來研究的方向和發展趨勢。許多學者實際上已經開始了上述領域的研究。

㈢ 如何在fluent中設置多相流

3.1使用一般多相流模型的步驟（Steps for Using the General Multiphase Models）
設置和求解一般多相流問題的步驟的要點如下，各個子部分詳細的講述在隨後的章節中。記住這里給出的僅是與一般多相流計算相關的步驟。有關你使用的其它模型和相關的多相流模型的輸入的詳細信息，將在這些模型中合適的部分給出。
1) 選中你想要使用的多相流模型（VOF, mixture, or Eulerian）並指定相數。 Define Models Multiphase... 2) 從材料庫中復制描述每相的材料。
Define Materials...
如果你使用的材料在庫中沒有，應創建一種新材料。 !!如果你的模型中含有微粒（granular）相，你必須在fluid materials category中為它創建新材料（not the solid materials category.）
3) 定義相，指定相間的相互作用（interaction）(例如，使用歐拉模型時的drag functions) Define Phases...
4) (僅對歐拉模型)如果流動是紊流，定義多相紊流模型

㈣ 關於Fluent多相流模擬的問題 求高手幫助 ！希望高人可以給與一些指點！

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㈤ 西安交通大學動力工程多相流國家重點實驗室在哪個區

哪個區，哪個校區吧。在興慶校區梧桐東道，東花園對面，離圖書館不遠

㈥ 有誰會FLUENT中的多相流模擬啊，最好是固液兩相的請教！！！

注意審題，各位知友，並不是復制越多，答案越好
<br>以下是我的解題思路：
<br>1、先查FLUENT的作用
<br>FLUENT通用CFD軟體包，用來模擬從不可壓縮到高度可壓縮范圍內的復雜流動。由於採用了多種求解方法和多重網格加速收斂技術，因而FLUENT能達到最佳的收斂速度和求解精度。靈活的非結構化網格和基於解的自適應網格技術及成熟的物理模型，使FLUENT在轉捩與湍流、傳熱與相變、化學反應與燃燒、多相流、旋轉機械、動/變形網格、雜訊、材料加工、燃料電池等方面有廣泛應用。
<br>2、了解到樓主是用這個軟體對CPU的材料或工藝進行物化分析
<br>3、針對論文要求，給出CPU原件材料、散熱器種類、工作原理、參數之類的定量分析
<br>CPU材料，工業流程及加工工藝：
<br>首先：取出一張利用激光器剛剛從類似干香腸一樣的硅柱上切割下來的矽片，它的直徑約為20cm。除了CPU之外，英特爾還可以在每一矽片上製作數百個微處理器。每一個微處理器都不足一平方厘米。
<br>
<br>接著就是矽片鍍膜了。相信學過化學的朋友都知道硅（Si）這個絕佳的半導體材料，它可以電腦裡面最最重要的元素啊！在矽片表面增加一層由我們的老朋友二氧化硅(SiO2)構成的絕緣層。這是通過CPU能夠導電的基礎。其次就輪到光刻膠了，在矽片上面增加了二氧化硅之後，隨後在其上鍍上一種稱為「光刻膠」的材料。這種材料在經過紫外線照射後會變軟、變粘。然後就是光刻掩膜，在我們考慮製造工藝前很久，就早有一非常聰明的美國人在腦子裡面設計出了CPU，並且想盡方法使其按他們的設計意圖工作。CPU電路設計的照相掩模貼放在光刻膠的上方。照相字後自然要曝光「沖曬」了，我們將於是將掩模和矽片曝光於紫外線。這就象是放大機中的一張底片。該掩模允許光線照射到矽片上的某區域而不能照射到另一區域，這就形成了該設計的潛在映像。
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<br>一切都辦妥了之後，就要到相當重要的刻蝕工藝出場了。我們採用一種溶液將光線照射後完全變軟變粘的光刻膠「塊」除去，這就露出了其下的二氧化硅。本工藝的最後部分是除去曝露的二氧化硅以及殘余的光刻膠。對每層電路都要重復該光刻掩模和刻蝕工藝，這得由所生產的CPU的復雜程度來確定。盡管所有這些聽起來象來自「星球大戰」的高科技，但刻蝕實際上是一種非常古老的工藝。幾個世紀以前，該工藝最初是被藝術家們用來在紙上、紡織品上甚至在樹木上創作精彩繪畫的。在微處理器的生產過程中，該照相刻蝕工藝可以依照電路圖形刻蝕成導電細條，其厚度比人的一根頭發絲還細許多倍。
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<br>接下來就是摻雜工藝。現在我們從矽片上已曝露的區域開始，首先倒入一化學離子混合液中。這一工藝改變摻雜區的導電方式，使得每個晶體管可以通、斷、或攜帶數據。將此工藝一次又一次地重復，以製成該CPU的許多層。不同層可通過開啟窗口聯接起來。電子以高達400MHz或更高的速度在不同的層面間流上流下，窗口是通過使用掩膜重復掩膜、刻蝕步驟開啟的。窗口開啟後就可以填充他們了。窗口中填充的是種最普通的金屬－鋁。終於接近尾聲了，我們把完工的晶體管接入自動測試設備中，這個設備每秒可作一萬次檢測，以確保它能正常工作。在通過所有的測試後必須將其封入一個陶瓷的或塑料的封殼中，這樣它就可以很容易地裝在一塊電路板上了。
<br>
<br>目前，單單Intel具有14家晶元製造廠。盡管微處理器的基本原料是沙子（提煉硅），但工廠內空氣中的一粒灰塵就可能毀掉成千上萬的晶元。因此生產CPU的環境需非常干凈。事實上，工廠中生產晶元的超凈化室比醫院內的手術室還要潔凈1萬倍。「一級」的超凈化室最為潔凈，每平方英尺只有一粒灰塵。為達到如此一個無菌的環境而採用的技術多令人難以置信。在每一個超凈化室里，空氣每分鍾要徹底更換一次。空氣從天花板壓入，從地板吸出。凈化室內部的氣壓稍高於外部氣壓。這樣，如果凈化室中出現裂縫，那麼內部的潔凈空氣也會通過裂縫溜走－防止受污染的空氣流入。 但這只是事情一半。在晶元製造廠里，Intel有上千名員工。他們都穿著特殊的稱為「兔裝

㈦ Fluent做流體分析的時候，離散相和多相流有什麼區別啊 我就想知道什麼是離散相，什麼是...

轉的： 兩相流：通常把含有大量固體或液體顆粒的氣體或液體流動稱為兩相流;其中含有多種尺寸組顆粒群為一個「相」，氣體或液體為另一「相」，由此就有氣—液，氣—固，液—固等兩相流之分。 兩相流的研究：對兩相流的研究有兩種不同的觀點：一是把流體作為連續介質，而把顆粒群作為離散體系;而另一是除了把流體作為連續介質外，還把顆粒群當作擬連續介質或擬流體。 引入兩種坐標系：即拉格朗日坐標和歐拉坐標，以變形前的初始坐標為自變數稱為拉格朗日Langrangian 坐標或物質坐標;以變形後瞬時坐標為自變數稱為歐拉Eulerian 坐標或空間坐標。 離散相模型 ? FLUENT在求解連續相的輸運方程的同時，在拉格朗日坐標下模擬流場中離散相的第二相; ? 離散相模型解決的問題：煤粉燃燒、顆粒分離、噴霧乾燥、液體燃料的燃燒等; ? 應用范圍：FLUENT中的離散相模型假定第二相體積分數一般說來要小於10-12%(但顆粒質量承載率可以大於10-12%，即可模擬離散相質量流率等/大於連續相的流動);不適用於模擬在連續相中無限期懸浮的顆粒流問題，包括：攪拌釜、流化床等; ? 顆粒-顆粒之間的相互作用、顆粒體積分數對連續相的影響未考慮; ? 湍流中顆粒處理的兩種模型：Stochastic Tracking，應用隨機方法來考慮瞬時湍流速度對顆粒軌道的影響;Cloud Tracking，運用統計方法來跟蹤顆粒圍繞某一平均軌道的湍流擴散。通過計算顆粒的系統平均運動方程得到顆粒的某個「平均軌道」 多相流模型 FLUENT中提供的模型： ? VOF模型(Volume of Fluid Model) ? 混合模型(Mixture Model) ? 歐拉模型(Eulerian Model) VOF模型(Volume of Fluid Model) ? VOF模型用來處理沒有相互穿插的多相流問題，在處理兩相流中，假設計算的每個控制容積中第一相的體積含量為α1，如果α1=0，表示該控制容積中不含第一相，如果α1=1，則表示該控制容積中只含有第一相，如果0<α1<1，表示該控制容積中有兩相交界面; ? VOF方法是用體積率函數表示流體自由面的位置和流體所佔的體積，其方法佔內存小，是一種簡單而有效的方法。 混合模型(Mixture Model) ? 用混合特性參數描述的兩相流場的場方程組稱為混合模型; ? 考慮了界面傳遞特性以及兩相間的擴散作用和脈動作用;使用了滑移速度的概念，允許相以不同的速度運動; ? 用於模擬各相有不同速度的多相流;也用於模擬有強烈耦合的各向同性多相流和各相以相同速度運動的多相流; ? 缺點：界面特性包括不全，擴散和脈動特性難於處理。 歐拉模型(Eulerian Model) ? 歐拉模型指的是歐拉—歐拉模型; ? 把顆粒和氣體看成兩種流體，空間各點都有這兩種流體各自不同的速度、溫度和密度，這些流體其存在在同一空間並相互滲透，但各有不同的體積分數，相互間有滑移; ? 顆粒群與氣體有相互作用，並且顆粒與顆粒之間相互作用，顆粒群紊流輸運取決於與氣相間的相互作用而不是顆粒間的相互作用; ? 各顆粒相在空間中有連續的速度、溫度及體積分數分布。 幾種多相流模型的選擇 ? VOF模型適合於分層流動或自由表面流; ? Mixture和Eulerian模型適合於流動中有混合或分離，或者離散相的體積份額超過10%-12%的情況。 Mixture模型和Eulerian模型區別 ? 如果離散相在計算域分布較廣，採用 Mixture模型;如果離散相只集中在一部分，使用Eulerian模型; ? 從計算時間和計算精度上考慮

㈧ 多相流的簡介

多相流學科研究具有兩種以上不同相態或不同組分的物質共存並有明確分界面的多相流體流動力學、熱力學、傳熱傳質學、燃燒學、化學和生物反應以及相關工業過程中的共性科學問題，它是一門從傳統能源轉化與利用領域逐漸發展起來的新興交叉科學，是能源、動力、核反應堆、化工、石油、製冷、低溫、可再生能源開發利用、航空航天、環境保護、生命科學等許多領域實現現代化的重要理論和關鍵技術基礎，在國民經濟的基礎與支柱產業及國防科學技術發展中有不可替代的巨大作用。同樣在自然界及宇宙空間、人體及其他生物過程也廣泛存在多種復雜的多相流．如地球表面及大氣中常見的風雲際會、風沙塵暴、雪雨紛飛，泥石流、氣蝕瀑幕；地質、礦藏的形成與運移演變；生命的起源與人類健康發展；生態與環境的變遷、保護、可持續開發利用等，均普遍遵循多相流科學的基本理論與規律。因此，多相流科學的發展與進步對國民經濟與國防科技發展、人體健康，對生態與環境的變遷、保護、可持續開發利用等均具有極為重要的意義。
多相流學科不但是與物質結構及基本粒子等純數理科學、化學、生命科學等同樣重要的基礎科學，而且是在聯結人類活動的有序化及目的化方面更具有特殊優勢的學科。多相流及其傳熱傳質學屬於技術基礎科學范疇，旨在解決工程所具有的普遍性熱物理科學問題，是聯系工程和基礎理淪的橋梁。多相流學科的發展將根據自然科學與工程的現狀和發展趨勢有遠見地選定超前的研究課題，開拓新領域，以新的概念、理論、技術和方法武裝工業，帶動其不斷前進。
能源是人類賴以生存、發展的物質基礎，能源的消耗與利用水平是衡量一個國家國民經濟發展和人民生活水平的重要標志，保障能源供應安全是世界各國政府的重要目標。能源的高效開采、潔凈和可再生轉化利用的許多過程均是典型的多相流及其傳遞過程，存在著大量的多相流動、傳熱、傳質、化學及生物反應等基礎科學問題，如多相流的相分布與相運動規律，離散相顆粒與變形顆粒的動力學，特高參數與復雜幾何流道中流動傳熱的規律和極限、瞬態過程流動傳熱與臨界及超臨界效應，多相連續反應體系復雜過程熱力學與微多相流動力學、非均質多相流光化學與熱化學等。盡管人們存上述領域已經開展了大量的研究並得出許多有意義的結果，但迄今並沒有從根本上掌握多相流及其傳遞過程的基本規律及其數理描述方法，對上述基礎科學問題開展研究非常必要。