多相流实验装置

㈠ 多相流的研究途径

(1)建立多相流动模型和基本方程组，分析各相的压力、速度、温度、表观密度、体积分数、悬浮物的尺寸及分布等;研究多相流动的压力降、稳定性、临界态、以及相间相互作用等。70年代Drew (1971)、Ishii(1975)等从基本守恒原理出发，经严格的数学演绎导出了两相流基本方程，但并未被广泛接受。现阶段通用的方法是：①双流体模型。对于两相比例相当的情况，分别建立单相各自的数学物理方程，其中考虑了相间的阻力、相对位移、动量和热量的交换(传递)等物理因素;②均质模型。对于两相掺混均匀的流动，可概化为均质(连续介质)模型和扩散模型，沿用经典水力学方法进行分析;③统计群模型。对于颗粒(气泡、液滴和固体颗粒统称为颗粒)群悬浮体两相流，引用随机分析建立统计群(颗粒群)模型。
(2)凭借物理模型进行实验量测，其中量测技术至关重要，许多新仪器、新技术在多相流测试中得到了应用。例如：观测流型、流态用高速摄影、全息照相、流动显示技术等;量测速度用激光流速仪(LDV)、粒子图像测速技术(PIV)等;检测液流中气泡浓度用光纤传感器(探针)，测气流中固体颗粒浓度用Bp神经网络系统，测断面平均浓度用放射性同位素法等等。中国计量测试学会于1992年10月成立了“多相流测试专业委员会”，已举行了多次学术会议，推动了多相流测试技术的发展。

㈡ 多相流理论研究

随着水文地质科学的发展，地下水水流和溶质运移的理论也在不断发展。目前有关多相流理论的研究受到了水文地质学界的极大关注，许多学者认为这一领域的研究是水文地质学在21世纪的热点之一。

目前，对于地下环境中的水、溶质在单相的流体状态下的作用和运移问题的研究比较成熟，但实际上，水和溶质在地下的运移是一个非常复杂的体系，包括气—液—固的多相体系，有时还要考虑能量的变化和影响等问题。如不论应用何种模型进行地下水资源评价，含水层补给量的计算都非常重要，这就首先要考虑水在包气带的运移和作用，而水在包气带的运移就是一个水-气的多相流问题。在研究地下水中的污染质运移问题时，还要考虑污染物与介质的反应，即考虑固相问题。因此，多相流运移理论的研究对于地下水资源评价、地下水污染的模拟预报都具有重要的意义。

一、多相流理论研究的现状

目前国际上水文地质界对地下的多相流系统研究比较重视，特别是在溶质迁移方面，如对NAPL（Nonaqueous Phase Liquid，非水相液体）污染质的研究已成为水文地质学者研究的热点和前沿（H.J.Vermeulen，1996）。NAPL属于有机污染，与水非混溶，可来自石油、石油化工、农药、洗涤剂等等，范围非常广泛。NAPL在地下环境中的运移是一个非常复杂的问题，实际上它是一个气-水-NAPL-固多相体系。目前，国际上NAPL在包气带和含水层中运移的模拟模型较多，但大部分的模型所考虑的问题单一，仅就某一方面建立模型进行模拟。如Jacob Bear（1996）对潜水面上LNAPL（L表示light，轻非水相液体）透镜体运移的研究，利用垂向上水、LNAPL和气三相平衡分布的假设，建立了NAPL漂浮在潜水面上的物质平衡方程，并进行了模拟；Paul C.Reeves和Michael A.Celia（1996）建立了“空隙规模”的网络模型，对毛细压力、饱和度和相界面积间的关系进行了计算；Chiu-On Ng和Chiang C.Mei（1996）建立了模型模拟了包气带中VOC（挥发性有机物）的运移问题；Rainer Helmig（1996）建立了非均质孔隙介质中DNAPL（D表示dense，重非水相液体）运移的模拟模型，等等。

美国能源部太平洋西北实验室最近成功开发了“多相流地下运移”大型模拟模型软件，可用来解决复杂的、非线性、多相流、非饱和的水流、物质和能量等运移问题，它几乎涉及了绝大部分的污染质运移问题（M.D.White&M.Oostrom，1995）。“多相流地下运移”模型具有九个亚模型，分别为：水模型、水-气模型、水-气-能量模型、水-油模型、水-气-油模型、水-气-油-能量模型、水-盐模型、水-气-盐模型和水-气-能量-盐模型。每个亚模型都可独立使用，模型间也可共用一些模块。根据不同的具体问题，模型可以模拟一维、二维和三维流情形。

（一）水亚模型

主要考虑水和岩石介质的作用，可模拟饱和、非饱和情况下的地下水流问题和污染质运移问题。模型中物理参数可以是常数也可以随水相压力改变而变化，模拟层的饱和度（S）、渗透率（k）是由不同的S-k-p（p为压力）关系得到的。这种关系可以是滞后的、非滞后的，而且可以考虑流体的“包裹”现象。模型的计算结果包括：水相压力、饱和度、水相达西速度、溶质浓度和溶质通量。

（二）水-气亚模型

考虑水相、气相和岩石介质，模拟饱和、非饱和地下水流问题和溶质运移问题，并有气相参与。模型假设溶解的气相物质在气-液相间的转换符合亨利定律，被模拟的污染物质可以在液相和气相中运移。模拟层的S-k-p关系可以是滞后的、非滞后的，而且可以考虑流体的“包裹”现象。模型计算结果包括：水相和气相压力、饱和度、水相和气相达西速度、溶质浓度和溶质通量。

（三）水-气-能量亚模型

模型同时求解水、气和能量守恒三个方程，与水-气亚模型的区别是增加了温度变量，在模型中考虑了热量的传输和转换。由于温度的变化，水相饱和度的变化范围增大。模型计算结果包括：水相和气相压力、温度、饱和度、水相和气相达西速度、热通量、溶质浓度和溶质通量。该模型还可以模拟冰冻过程，包括孔隙中水的冰冻过程，模拟中还考虑溶质浓度对冰冻的影响。

（四）水-油亚模型

考虑水、NAPL和岩石介质，模拟水、NAPL和其他溶质的饱和、非饱和运移问题。模拟层的S-k-p关系可以是滞后的、非滞后的，而且可以考虑流体的“包裹”现象。污染质可以在水和NAPL中运移。模型计算结果包括：水相和NAPL压力、饱和度、水相和NAPL达西速度、溶质浓度和溶质通量。

（五）水-气-油亚模型

模型同时求解水、气和VOC质量守恒3个方程，可模拟水相、气相、NAPL和岩石系统的流动和溶质运移问题。模型考虑了 VOC和溶解的气体在不同相之间的转换，并假设这种相之间的转换达到平衡。被模拟的污染物质可以在液相、气相和NAPL中运移。模拟层的S-k-p关系可以是滞后的、非滞后的，而且可以考虑流体的“包裹”现象。模型计算结果包括：水相、气相和NAPL压力、饱和度、水相、气相和NAPL达西速度、溶质浓度和溶质通量。

（六）水-气-油-能量亚模型

模型同时求解水、气、VOC和能量守恒方程，在水-气-油模型的基础上增加了温度变量。模型可模拟水-气-岩石系统中不同流体饱和程度下水和溶质的运移以及热能的转换。模型计算结果包括：水相、气相和NAPL压力、温度、饱和度、水相、气相和NAPL达西速度、热通量、溶质浓度和溶质通量。

（七）水-盐亚模型

模型同时求解水、盐质量守恒两个方程，可模拟饱和、非饱和情况下水流和溶质运移问题。这一模型的特点是：被模拟水流的物理特性随水中盐浓度的变化而变化，这与一般的溶质运移模型的假设不同。模拟层的S-k-p关系可以是滞后的、非滞后的，而且可以考虑流体的“包裹”现象。被模拟的污染物质（不是盐分）可以在液相中运移。模型计算结果包括：水相压力、饱和度、水相达西速度、盐浓度、盐通量、溶质浓度和溶质通量。

（八）水-气-盐亚模型

模型同时求解水和气质量守恒两个方程，在水-盐亚模型的基础上增加了气相的参与。盐分在水相中运移，并考虑其与介质的作用。盐分质量守恒方程与流动方程同时求解。模型假设溶解的气相物质在气-液相间的转换符合亨利定律。被模拟的污染物质（不是盐分）可以在液相和气相中运移，并与介质具有不同的作用。模型计算结果包括：水相、气相压力、饱和度、水相、气相达西速度、盐浓度、盐通量、溶质浓度和溶质通量。

（九）水-气-能量-盐亚模型

模型同时求解水、气和能量守恒3个方程，与水-气-盐模型的区别是增加了温度变量。在模型中考虑了热量的传输和转换。模型计算结果包括：水相、气相压力、温度、饱和度、水相、气相达西速度、热通量、盐浓度、盐通量、溶质浓度和溶质通量。该模型还可以模拟冰冻过程，包括孔隙中水的冰冻过程，模拟中还考虑溶质浓度对冰冻的影响。

这9个亚模型组成了“多相流地下运移”模型，它几乎涉及了饱和、非饱和、多相流等地下溶质运移和作用的全部过程，这一模型对边界条件的处理也具有很大的灵活性和实用性。对于水、气和VOC质量守恒方程，采用8种边界条件，分别为：Dirichlet、Neumann、零通量、初始条件、饱和、单位梯度、水力梯度和自由梯度；对于能量和溶质守恒方程，采用Dirichlet、零通量、初始条件、流出和流入5种边界条件。总之，这一模型具有很强的模拟功能和实用性。

二、存在的问题和未来发展趋势

首先，在目前多相流的研究中，多使用达西定律来描述气体的运动。虽然达西定律是地下水在含水层中运移的重要定律，但能否直接应用于描述地下气体的流动，以及如何确定相关参数仍是问题。此外，有关气相运移的模型在实际操作中仍有很大的不确定性，如初始、边界条件的确定，热力学反应参数的确定等。

此外，在非饱和带中，采用不同的S-k-p关系来描述其特性时，有的模型甚至有五六种关系可供选择，包括了滞后作用、包裹现象等等。但如何根据实际问题真实地反应包气带中气、NAPL和水之间的相互作用并给予描述，目前仍然是一个困难。

在多相流模拟模型研究中，实验室机理模拟尤为重要。如以前一直认为DNAPL一般只出现在含水层的底部，但经过室内模拟实验，发现DNAPL可以在包气带或含水层中渗透性能相对弱的层位或呈透镜体存在。此外，包气带中S-k-p的关系对于污染质运移的模拟至关重要，它的确定也需要大量的实验室工作。

以上多相流研究中存在的问题也正是未来研究的方向和发展趋势。许多学者实际上已经开始了上述领域的研究。

㈢ 如何在fluent中设置多相流

3.1使用一般多相流模型的步骤（Steps for Using the General Multiphase Models）
设置和求解一般多相流问题的步骤的要点如下，各个子部分详细的讲述在随后的章节中。记住这里给出的仅是与一般多相流计算相关的步骤。有关你使用的其它模型和相关的多相流模型的输入的详细信息，将在这些模型中合适的部分给出。
1) 选中你想要使用的多相流模型（VOF, mixture, or Eulerian）并指定相数。 Define Models Multiphase... 2) 从材料库中复制描述每相的材料。
Define Materials...
如果你使用的材料在库中没有，应创建一种新材料。 !!如果你的模型中含有微粒（granular）相，你必须在fluid materials category中为它创建新材料（not the solid materials category.）
3) 定义相，指定相间的相互作用（interaction）(例如，使用欧拉模型时的drag functions) Define Phases...
4) (仅对欧拉模型)如果流动是紊流，定义多相紊流模型

㈣ 关于Fluent多相流模拟的问题 求高手帮助 ！希望高人可以给与一些指点！

可以做的892222588代做CAE CFD项目

㈤ 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室在哪个区

哪个区，哪个校区吧。在兴庆校区梧桐东道，东花园对面，离图书馆不远

㈥ 有谁会FLUENT中的多相流模拟啊，最好是固液两相的请教！！！

注意审题，各位知友，并不是复制越多，答案越好
<br>以下是我的解题思路：
<br>1、先查FLUENT的作用
<br>FLUENT通用CFD软件包，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在转捩与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。
<br>2、了解到楼主是用这个软件对CPU的材料或工艺进行物化分析
<br>3、针对论文要求，给出CPU原件材料、散热器种类、工作原理、参数之类的定量分析
<br>CPU材料，工业流程及加工工艺：
<br>首先：取出一张利用激光器刚刚从类似干香肠一样的硅柱上切割下来的硅片，它的直径约为20cm。除了CPU之外，英特尔还可以在每一硅片上制作数百个微处理器。每一个微处理器都不足一平方厘米。
<br>
<br>接着就是硅片镀膜了。相信学过化学的朋友都知道硅（Si）这个绝佳的半导体材料，它可以电脑里面最最重要的元素啊！在硅片表面增加一层由我们的老朋友二氧化硅(SiO2)构成的绝缘层。这是通过CPU能够导电的基础。其次就轮到光刻胶了，在硅片上面增加了二氧化硅之后，随后在其上镀上一种称为“光刻胶”的材料。这种材料在经过紫外线照射后会变软、变粘。然后就是光刻掩膜，在我们考虑制造工艺前很久，就早有一非常聪明的美国人在脑子里面设计出了CPU，并且想尽方法使其按他们的设计意图工作。CPU电路设计的照相掩模贴放在光刻胶的上方。照相字后自然要曝光“冲晒”了，我们将于是将掩模和硅片曝光于紫外线。这就象是放大机中的一张底片。该掩模允许光线照射到硅片上的某区域而不能照射到另一区域，这就形成了该设计的潜在映像。
<br>
<br>一切都办妥了之后，就要到相当重要的刻蚀工艺出场了。我们采用一种溶液将光线照射后完全变软变粘的光刻胶“块”除去，这就露出了其下的二氧化硅。本工艺的最后部分是除去曝露的二氧化硅以及残余的光刻胶。对每层电路都要重复该光刻掩模和刻蚀工艺，这得由所生产的CPU的复杂程度来确定。尽管所有这些听起来象来自“星球大战”的高科技，但刻蚀实际上是一种非常古老的工艺。几个世纪以前，该工艺最初是被艺术家们用来在纸上、纺织品上甚至在树木上创作精彩绘画的。在微处理器的生产过程中，该照相刻蚀工艺可以依照电路图形刻蚀成导电细条，其厚度比人的一根头发丝还细许多倍。
<br>
<br>接下来就是掺杂工艺。现在我们从硅片上已曝露的区域开始，首先倒入一化学离子混合液中。这一工艺改变掺杂区的导电方式，使得每个晶体管可以通、断、或携带数据。将此工艺一次又一次地重复，以制成该CPU的许多层。不同层可通过开启窗口联接起来。电子以高达400MHz或更高的速度在不同的层面间流上流下，窗口是通过使用掩膜重复掩膜、刻蚀步骤开启的。窗口开启后就可以填充他们了。窗口中填充的是种最普通的金属－铝。终于接近尾声了，我们把完工的晶体管接入自动测试设备中，这个设备每秒可作一万次检测，以确保它能正常工作。在通过所有的测试后必须将其封入一个陶瓷的或塑料的封壳中，这样它就可以很容易地装在一块电路板上了。
<br>
<br>目前，单单Intel具有14家芯片制造厂。尽管微处理器的基本原料是沙子（提炼硅），但工厂内空气中的一粒灰尘就可能毁掉成千上万的芯片。因此生产CPU的环境需非常干净。事实上，工厂中生产芯片的超净化室比医院内的手术室还要洁净1万倍。“一级”的超净化室最为洁净，每平方英尺只有一粒灰尘。为达到如此一个无菌的环境而采用的技术多令人难以置信。在每一个超净化室里，空气每分钟要彻底更换一次。空气从天花板压入，从地板吸出。净化室内部的气压稍高于外部气压。这样，如果净化室中出现裂缝，那么内部的洁净空气也会通过裂缝溜走－防止受污染的空气流入。 但这只是事情一半。在芯片制造厂里，Intel有上千名员工。他们都穿着特殊的称为“兔装

㈦ Fluent做流体分析的时候，离散相和多相流有什么区别啊 我就想知道什么是离散相，什么是...

转的： 两相流：通常把含有大量固体或液体颗粒的气体或液体流动称为两相流;其中含有多种尺寸组颗粒群为一个“相”，气体或液体为另一“相”，由此就有气—液，气—固，液—固等两相流之分。 两相流的研究：对两相流的研究有两种不同的观点：一是把流体作为连续介质，而把颗粒群作为离散体系;而另一是除了把流体作为连续介质外，还把颗粒群当作拟连续介质或拟流体。 引入两种坐标系：即拉格朗日坐标和欧拉坐标，以变形前的初始坐标为自变量称为拉格朗日Langrangian 坐标或物质坐标;以变形后瞬时坐标为自变量称为欧拉Eulerian 坐标或空间坐标。 离散相模型 ? FLUENT在求解连续相的输运方程的同时，在拉格朗日坐标下模拟流场中离散相的第二相; ? 离散相模型解决的问题：煤粉燃烧、颗粒分离、喷雾干燥、液体燃料的燃烧等; ? 应用范围：FLUENT中的离散相模型假定第二相体积分数一般说来要小于10-12%(但颗粒质量承载率可以大于10-12%，即可模拟离散相质量流率等/大于连续相的流动);不适用于模拟在连续相中无限期悬浮的颗粒流问题，包括：搅拌釜、流化床等; ? 颗粒-颗粒之间的相互作用、颗粒体积分数对连续相的影响未考虑; ? 湍流中颗粒处理的两种模型：Stochastic Tracking，应用随机方法来考虑瞬时湍流速度对颗粒轨道的影响;Cloud Tracking，运用统计方法来跟踪颗粒围绕某一平均轨道的湍流扩散。通过计算颗粒的系统平均运动方程得到颗粒的某个“平均轨道” 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) ? 欧拉模型(Eulerian Model) VOF模型(Volume of Fluid Model) ? VOF模型用来处理没有相互穿插的多相流问题，在处理两相流中，假设计算的每个控制容积中第一相的体积含量为α1，如果α1=0，表示该控制容积中不含第一相，如果α1=1，则表示该控制容积中只含有第一相，如果0<α1<1，表示该控制容积中有两相交界面; ? VOF方法是用体积率函数表示流体自由面的位置和流体所占的体积，其方法占内存小，是一种简单而有效的方法。 混合模型(Mixture Model) ? 用混合特性参数描述的两相流场的场方程组称为混合模型; ? 考虑了界面传递特性以及两相间的扩散作用和脉动作用;使用了滑移速度的概念，允许相以不同的速度运动; ? 用于模拟各相有不同速度的多相流;也用于模拟有强烈耦合的各向同性多相流和各相以相同速度运动的多相流; ? 缺点：界面特性包括不全，扩散和脉动特性难于处理。 欧拉模型(Eulerian Model) ? 欧拉模型指的是欧拉—欧拉模型; ? 把颗粒和气体看成两种流体，空间各点都有这两种流体各自不同的速度、温度和密度，这些流体其存在在同一空间并相互渗透，但各有不同的体积分数，相互间有滑移; ? 颗粒群与气体有相互作用，并且颗粒与颗粒之间相互作用，颗粒群紊流输运取决于与气相间的相互作用而不是颗粒间的相互作用; ? 各颗粒相在空间中有连续的速度、温度及体积分数分布。 几种多相流模型的选择 ? VOF模型适合于分层流动或自由表面流; ? Mixture和Eulerian模型适合于流动中有混合或分离，或者离散相的体积份额超过10%-12%的情况。 Mixture模型和Eulerian模型区别 ? 如果离散相在计算域分布较广，采用 Mixture模型;如果离散相只集中在一部分，使用Eulerian模型; ? 从计算时间和计算精度上考虑

㈧ 多相流的简介

多相流学科研究具有两种以上不同相态或不同组分的物质共存并有明确分界面的多相流体流动力学、热力学、传热传质学、燃烧学、化学和生物反应以及相关工业过程中的共性科学问题，它是一门从传统能源转化与利用领域逐渐发展起来的新兴交叉科学，是能源、动力、核反应堆、化工、石油、制冷、低温、可再生能源开发利用、航空航天、环境保护、生命科学等许多领域实现现代化的重要理论和关键技术基础，在国民经济的基础与支柱产业及国防科学技术发展中有不可替代的巨大作用。同样在自然界及宇宙空间、人体及其他生物过程也广泛存在多种复杂的多相流．如地球表面及大气中常见的风云际会、风沙尘暴、雪雨纷飞，泥石流、气蚀瀑幕；地质、矿藏的形成与运移演变；生命的起源与人类健康发展；生态与环境的变迁、保护、可持续开发利用等，均普遍遵循多相流科学的基本理论与规律。因此，多相流科学的发展与进步对国民经济与国防科技发展、人体健康，对生态与环境的变迁、保护、可持续开发利用等均具有极为重要的意义。
多相流学科不但是与物质结构及基本粒子等纯数理科学、化学、生命科学等同样重要的基础科学，而且是在联结人类活动的有序化及目的化方面更具有特殊优势的学科。多相流及其传热传质学属于技术基础科学范畴，旨在解决工程所具有的普遍性热物理科学问题，是联系工程和基础理沦的桥梁。多相流学科的发展将根据自然科学与工程的现状和发展趋势有远见地选定超前的研究课题，开拓新领域，以新的概念、理论、技术和方法武装工业，带动其不断前进。
能源是人类赖以生存、发展的物质基础，能源的消耗与利用水平是衡量一个国家国民经济发展和人民生活水平的重要标志，保障能源供应安全是世界各国政府的重要目标。能源的高效开采、洁净和可再生转化利用的许多过程均是典型的多相流及其传递过程，存在着大量的多相流动、传热、传质、化学及生物反应等基础科学问题，如多相流的相分布与相运动规律，离散相颗粒与变形颗粒的动力学，特高参数与复杂几何流道中流动传热的规律和极限、瞬态过程流动传热与临界及超临界效应，多相连续反应体系复杂过程热力学与微多相流动力学、非均质多相流光化学与热化学等。尽管人们存上述领域已经开展了大量的研究并得出许多有意义的结果，但迄今并没有从根本上掌握多相流及其传递过程的基本规律及其数理描述方法，对上述基础科学问题开展研究非常必要。