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流体解析ソフトPHOENICS 二相流(混相流)

◇二相流、混相流、多相流

上のどの表現も相(熱力学的相、phase:気相、液相、固相)が 混在又は分離した状態の流れを指しますが、 その使い分けは・・・?

一般的には・・・

PHOENICSは・・・

二相流
2 phase flow

気/液、液/固、固/気の2相が同時に存在する流れを言う 解析には、2組の運動方程式やエネルギー式を解くIPSA法(2流体モデル)や、流れ+粒子の運動を解く粒子追跡法(GENTRA)を使うため、混相流ではなく「2相流」と称している
混相流
Multi phase flow
基本的には二相流と同じだが"3相"が同時に存在する場合もある
多相流
Multi phase flow
混相流と同じ意味(英文標記も同一)だが「混相流」として使う場合が多い 二相流ではなく単相流の計算で自由表面を持つ流れや粒子分布の計算をする機能を「多相流」と称している

 


◇PHOENICS 二相流(混相流)Package
PHOENICS 二相流(混相流)Packageには、2つのモジュール(モデル)が含まれています。

■IPSA(2流体モデル)

「PHOENICS」は、解析領域内において2つの異なる相(例えば気相、液相、固体)を
持つ流れ場が存在するような場合(液体の沸騰、蒸気の凝縮、雨滴、石炭の燃焼など)に
『IPSA(Inter Phase Slip Algorithm)法』を用いて解析します。

・気液、固液、気固、液液など自由な組合わで2相現象の取り扱いが可能 

・蒸発、溶融などの相変化を伴う解析では現在最も有効な手法です。

<IPSA(二流体モデル)活用例> 

・ヒートパイプ、冷凍、蒸発機、熱交換器
・凝縮・ 相変化を伴う曲がり管内の蒸発解析
・ターボエンジン、ロケットブースター
・燃料電池 など

■GENTRA(粒子挙動モデル)

連続相と分散相を解析するための機能です。

・粒子運動をラグラジアンで追跡

・粒子に加わる抗力/重力等の外力の他、蒸発/凝固などの相変化、粒子間の相互作用

<GENTRA(粒子挙動モデル)活用例> 

・粉体分離機、遠心分離機内解析
・インク液滴挙動、液内の粒子沈降
・降雪、降雨、雲発生
・血液、縣濁液の挙動
・溶融/凝固する粒子、気化する液滴 など

 


◇PHOENICS 二相流解析 活用事例

◎IPSA(2流体)モデル活用事例

          
気泡塔内の流れ解析
曲がり管内の蒸発解析
減圧蒸留塔伝熱解析
     
膜分離における計算化学の応用
蓄熱槽内の熱伝達のモデル化
インクの吐出解析



◎GENTRA(粒子追跡)モデル活用事例

     
粒子衝突解析
噴霧燃焼解析
血液中の血球流動
        
溶融金属の金属粉流動解析
フロントグリルの雪粒子挙動
脳幹動脈血流挙動

 

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