‌Fluent多相流仿真问题探讨：质量与密度体积积分值不一致现象‌

今天在使用Fluent统计一个封闭空腔内的质量时，发现采用三种方法计算出来的值不一样，特此记录和解释。

模型是一个矩形腔体，内部有液态钠和气态钠的混合。

其中黑色是液态钠，白色是钠蒸汽。

方法1：直接求质量

直接在fluent中输出混合物的质量，也可以单独输出每一相的质量。

其中混合物质量：1.4080278kg

液态钠质量：1.4079176kg

气体钠质量：0.0001101258kg

理论：根据help手册，fluent的计算方法为：

可以看到：质量=体积分数*密度*体积。

方法2：采用密度的体积积分计算

利用体积积分求得，所积分参数选择密度。

其中混合物质量：1.4518985kg

液态钠质量：5.3196kg

气态钠质量：0.00015857306kg

理论：根据help手册，fluent的计算方法为：

可以看到，fluent在求体积积分的时候，直接用所求物理量乘以体积求和获得。

但是在实际使用过程中，发现fluent偷懒采用方法为：

混合物的质量为平均密度乘以总体积，液态和气体的质量均为密度乘以总体积。因此所求的液态质量和气态质量完全不正确。

方法3：利用UDF求得质量

为了确定自己的猜想，我利用UDF编写了相应代码。

其中，计算的逻辑为：质量=密度*体积*体积分数。

所得结果为：

total_mass为总质量；total_mass_v为气态钠质量；total_mass_l为液态钠质量。

结论分析：

可以看到，UDF和方法2中体积积分所获得的混合物质量是基本一致的。但是比方法1直接输出的质量值略大一些。

苦思冥想，发现原来在部分区域内我设置的多孔介质模型。因此体积积分时应该考虑固体的体积。把多孔介质区域去掉之后，结果如下：

可以看到，三个方法计算出来的结果一致。

做学问一点马虎不得！！！！

谨以此篇作为我在B站发表文章的处女作，也提醒自己做事细心。