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文献综述

1计算流体动力学

计算流体动力学(ComputationalFluidDynamics,简称CFD)是通过计算机数值计算和图象显示，对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。CFD的基本思想可以归结为：把原来在时间域及空间域上连续的的物理量的场，如加速场和压力场，用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替，通过一定的原则和方式建立起这些离散点上场变量之间关系的代数方程组，然后求解代数方程组获得场变量的近似值。

CFD可以看作是在流动基本方程(质量守恒方程，动量守恒方程，能量守恒方程)控制下对流体的数值模拟。通过这种数值模拟，我们可以得到极其复杂问题的流场内各个围子上的基本物理量(如加速度，压力，温度，浓度等)的分布，以及这些物理量随时间变化情况，确定旋涡分布特性，空气特性及脱流区等。

CFD方法与传统的理论分析方法、实验测量方法组成了研究流体流动问题的完整体系。理论研究方法的优点在于所得的结果具有普遍性。各种影响因素清晰可见，是指导实验研究和验证新的数值计算方法的理论基础。但是，他往往要求对计算对象进行抽象和简化，才有可能得出理论解。对于非线性情况，只有少数流体才能给出解析解。实验测量方法所得到的实验结果真实可信，他是理论分析和数值方法的基础，其重要性不容低估。然而，实验往往受到模型尺寸，流场扰动，人身安全和测量精度的限制，有时可能很难通过试验方法得到结果。此外，实验还会遇到经费投入，人力，物力的巨大耗费及周期长等许多困难。而CFD方法恰好克服了前面两种方法的缺点，在计算机上实现了一个特定的计算，就好像在计算机上做一次物理实验。

2fluent简介

FLUENT是由美国FLUENT公司于1983年推出的CFD软件，它是继PHOENICS软件之后的第二个投放市场的基于有限体积法的软件。FLUENT提供了非常灵活的网格特性，可以使用非结构网格，包括三角形、四边形、六面体、金字塔形网格来解决具有复杂外形的流动，甚至可以用混合型非结构网格。它可读入多种CAD软件的三维几何模型和多种CAE软件的网格模型。FLUENT可用于二维平面、二维轴对称和三维流动分析，可完成多种参考系下流场模拟、定常和非定常流动分析、不可压流和可压流计算、层流和湍流模拟、传热和热混合分析、化学组分混合和反应分析、多相流分析、固体与流体耦合传热分析、多孔介质分析等。

本设计主要采用FLUENT软件的湍流模型（κ-ε模型）以及离散粒子模型（DPM模型)来模拟完成。

2.1DPM模型概述

DPM模型可以用来模拟流场中的离散相，它的特点是使用方便，模拟思路清晰，计算中可以对颗粒运动轨迹进行跟踪，结果直观；其缺点是，计算结果无法得到离散相各种场图，为结果分析造成很大不便。FLUENT提供了如下的离散相模型选项：