混合多相

多相混合建模是指在一个模拟中组合不同的多相模型，以有效地模拟某一相材料的多个流态。此建模方法可提高复杂多相模拟的计算效率和精度。

多相模型通常是为特定类型的分析设计的，这些分析通常只关注一个主导流态或与适当物理现象相关的适用性。Simcenter STAR-CCM+ 提供不同的多相模型来满足以下流态的要求：

• 分层（自由表面）- 使用流体体积 (VOF) 或液膜多相模型建模。
• 离散（已解析液滴或气泡）- 使用欧拉多相 (EMP) 模型、离散多相 (DMP) 模型或混合多相 (MMP) 模型建模。
• 离散（未解析液滴或气泡）- 使用拉格朗日多相 (LMP) 模型、离散元法 (DEM) 多相模型或流体体积 (VOF) 多相模型建模。
• 稀释（低体积分数）- 使用离散多相 (DMP) 模型、拉格朗日多相 (LMP) 模型或液膜多相模型建模。

现实生活中的多相流体通常涉及单个过程中的多个流态和同步条件。单模型方法在这种情况下会受到限制，因为通过解析每个液滴和液膜来模拟流的计算成本高昂，而且简化模型可能会错误地反映物理特性，从而导致不精确。例如，对气体中的液滴喷射、液体中的气泡云或薄膜等现象建模时。

为了克服这些难题，建议使用兼具成本效益和精确性的混合多相建模。此方法将不同的多相模型集成到单个模拟中，其中每个模型都是针对特定流态和网格分辨率定制的，不仅精确表示物理特性，还可以提高模拟性能。

在 Simcenter STAR-CCM+ 中，混合多相建模通过相间相互作用模型启用。相间相互作用可根据局部流动条件、网格分辨率和计算约束在多相模型之间自动转换。它们顾及了质量和能量传递、相变以及各种可增强模拟范围的物理现象，包括液滴-壁面碰撞、剥离、蒸发和冷凝以及表面张力效应。

下图高亮显示 Simcenter STAR-CCM+ 中多相流混合建模的可用组合：

还可以在单个模拟中组合使用两个以上多相模型。常用的组合包括 VOF-Fluid-DMP、DEM-LMP-VOF 和常用的 VOF-Film-LMP 组合。