1.1.3　物理模型

Fluent软件包含丰富而先进的物理模型，具体包括以下几种。

1．传热、相变、辐射模型

许多流体流动伴随传热现象，Fluent提供了一系列应用广泛的对流、热传导及辐射模型。对于热辐射，P1和Rossland模型适用于介质光学厚度较大的环境；基于角系数的surface to surface模型适用于介质不参与辐射的情况；DO（Discrete Ordinates）模型适用于包括玻璃在内的任何介质。DRTM模型（Discrete Ray Tracing Module）也同样适用。

太阳辐射模型使用光线追踪算法，包含一个光照计算器，它允许光照和阴影面积的可视化，这使得气候控制的模拟更加有意义。

相变模型可以追踪分析流体的熔化和凝固。离散相模型（DPM）可用于液滴和湿粒子的蒸发及煤的液化。易懂的附加源项和完备的热边界条件使得Fluent的传热模型成为满足各种模拟需要的成熟可靠的工具。

2．湍流和噪声模型

Fluent的湍流模型一直处于商业CFD软件的前沿，这些丰富的湍流模型中常用的有Spalart-Allmaras模型、k-ω模型组、k-ε模型组。

随着计算机处理能力的显著提高，Fluent已经将大涡模拟（LES）纳入其标准模块，并且开发了更加高效的分离涡（DES）模型，Fluent提供的壁面函数和加强壁面处理的方法可以很好地处理壁面附近的流动问题。

气动声学曾经在很多工业领域中备受关注，模拟起来却相当困难。如今，Fluent可以使用多种方法计算由非稳态压力脉动引起的噪声，瞬态大涡模拟（LES）预测的表面压力可以使用Fluent内嵌的快速傅里叶变换（FFT）工具转换成频谱。

Ffowcs-Williams & Hawkings声学模型可以用于模拟从非流线型实体到旋转风机叶片等各式各样的噪声源的传播，宽带噪声源模型允许在稳态结果的基础上进行模拟，是一个快速评估设计是否需要改进的实用工具。

3．多相流模型

Fluent软件是多相流建模方面的领导者，其丰富的模拟能力可以帮助工程师洞察设备内部难以探测的现象，Eulerian多相流模型通过分别求解各相的流动方程的方法分析相互渗透的各种流体或各相流体。对于颗粒相流体，则采用特殊的物理模型进行模拟。

很多情况下，占用资源较少的混合模型也可以用来模拟颗粒相与非颗粒相的混合。Fluent可以用来模拟三相混合流（液、颗粒、气），如泥浆气泡柱和喷淋床，也可以用来模拟相间传热和相间传质的流动，使模拟均相及非均相成为可能。

Fluent标准模块中还包括许多其他的多相流模型，对于其他的一些多相流流动，如喷雾干燥器、煤粉高炉、液体燃料喷雾，可以使用离散相模型（DPM）来模拟。射入的粒子、泡沫及液滴与背景流之间进行发生热、质量及动量的交换。

VOF（Volume of Fluid）模型可以用于对界面预测比较敏感的自由表面流动，如海浪。汽蚀模型已被证实可以很好地应用于水翼艇、泵及燃料喷雾器的模拟。沸腾现象可以通过用户自定义函数轻松实现。