S-Gamma 颗粒尺寸分布建模

S-Gamma 模型由 Lo 与 Rao 和 Lo 与 Zhang 共同开发,它假设颗粒尺寸呈对数正态分布。

由于颗粒之间存在互动,因此颗粒尺寸会因破碎和聚结而改变。还提供了额外的模型来考虑此相间相互作用。可针对欧拉相对在多相相互作用节点上选择这些模型。

对数正态尺寸分布由平均颗粒直径及其方差定义。计算中始终会更新平均颗粒直径。但是,仅当同时求解了零阶矩和二阶矩且破碎和/或聚结处于活动状态时,方差才会更新。如果未求解零阶矩,则分布的方差仍保持为提供的初始值。此初始值可以为零。

请参见 S-Gamma 模型参考。

S-Gamma 破碎模型

对于破碎,S-Gamma 模型考虑的是颗粒(例如液滴)上的破裂力(由于剪切和湍流)和恢复力(由于表面张力)之间的平衡。在层流中,粘性效应占主导,因此此流态名为“粘性破碎”。在湍流中,与湍流涡的相互作用占主导,因此此流态名为“惯性破碎”。

请参见离散求积 S-Gamma 相间相互作用模型参考和预积分 S-Gamma 相间相互作用模型参考。

S-Gamma 聚结模型

对于聚结,S-Gamma 模型考虑的是颗粒(例如液滴)碰撞的概率、两个碰撞颗粒的接触时间以及颗粒之间的液膜的导流时间。与破碎模型类似,存在“粘性碰撞”(或粘性聚结)流态和“惯性碰撞”(或惯性聚结)流态。导流时间是颗粒表面状态(完全或部分移动或不动)的函数。因此,该模型非常详细地考虑了破碎和聚结过程。在 Simcenter STAR-CCM+ 中,当分散相定义为连续相-离散相相互作用中的颗粒时,聚结过程称为聚并。

可通过这些模型激活的场函数对特定结果进行后处理。

请参见离散求积 S-Gamma 相间相互作用模型参考和预积分 S-Gamma 相间相互作用模型参考。

S-Gamma 夹带/剥离模型

S-Gamma 夹带/剥离模型将对新形成的气泡或液滴的尺寸分布进行建模。用于气泡夹带和液滴剥离建模的方法基于自由表面气泡生成能与湍流耗散的平衡。S-Gamma 夹带/剥离模型考虑了新离散相的形成,具体方法是首先识别大尺度交界面,随后识别交界面处的高湍流耗散率网格单元。当大尺度交界面处的湍流耗散率达到特定临界值时,允许气泡夹带和液体剥离。然后,使用能量平衡来计算这些网格单元的新夹带/剥离气泡/液滴的尺寸和数量。还可以使用场函数实施气泡或液滴夹带/剥离的用户自定义方法。S-Gamma 夹带/剥离模型将预测每个网格单元成核的单一平均值,但该值在域中可能会变化。

可通过这些模型在大尺度交界面处激活的场函数对特定结果进行后处理

请参见离散求积 S-Gamma 相间相互作用模型参考。