第9章材料性质

1第9 章 材料性质 本章重点介绍应用Flu ent 软件进行流体计算过程中，非常关键的一个步骤——流体材料的设定，包括物性参数的计算方程和详细的参数设定过程。本章也简要介绍关于多相流模型（VOF 模型、混合物模型、欧拉模型）等参数的设定，包括各模型中物质物性参数的设定。读者通过学习本章，可以掌握在 Flu ent6.1 软件里调用数据库里已有的物性参数，和改变、添加自己的物性参数的方法和技巧。 9.1 物性参数设定简介 在建立数学模型中非常关键的一步便是正确设定所研究物质的物性参数。在 Flu ent6.1里，物性参数的设定是在 Materials（材料）面板中完成的。Materials（材料）面板如图 9-1。 在面板中需要设定的参数包括： （1）密度和（或）分子量。 （2）粘度。 （3）比热。 （4）热传导系数。 （5）质量扩散系数。 （6）标准状态下的焓。 （7）分子动力论参数。 这些参数可以是温度或组成函数，而温度和组元的变化方程可以是多项式函数、阶梯函数或分段多项式函数。Flu ent 设置流体物性的这个特点给计算带来很大方便，尤其是在温度场的变化非常复杂，物性参数很难用单个函数来表示的情况下尤其如此 。单个组元物性参数的变化可以由 用户 指 定或者由 分子动力论确定。 Materials（材料）面板会 显 示已被 激 活 的物质所有需要设定的物性参数。需要注 意 的是，如果 用户 定义 的属 性需要用能 量方程来求 解 （例 如用理 想 气 体定律 求 密度，用温度函数求 粘度），Flu ent 软件会 自动激 活 能 量方程。在这种 情况下必 须 要设定材料的热力学条 件和其他 相关参数。 对 于固 体材料来说 ，需要定义 材料的密度、热传导系数和比热。如果 模拟 半 透 明 物质，还 需要设定物质的辐 射 属 性。固 体物质热传导系数的设置很灵 活 ，既 可以是常数值 ，也可 2以是随温度变化的函数，甚至由用户自定义函数（UDF，User Defined Fu nction）来定义。 图9-1 Materials（材料）面板 如果使用分离求解器，除非在模拟非定常流或者运动的固体区域，对于固体材料可以不需定义其密度和比热。对于定常流来说，固体材料列表中也会出现比热一项，但是该值只被用于焓的后处理程序中，计算时并不需要它。 9.1.1 材料类型 在Flu ent 软件中，流体和固体的物理性质与指定的材料（materials）相关——在计算时指定材料的名称便相应指定了该材料所对应的物...