Моделирование пузырькового течения, обусловленного всплыванием: установленные упрощения и нерешённые вопросы

Представлена оценка современного состояния моделирования и численного расчёта пузырькового газожидкостного течения, обусловленного всплыванием, на основе двухжидкостного подхода. Основные вопросы обсуждения включают допустимые упрощения модели, позволяющие получить более легко решаемую модель, а также определение физических эффектов, имеющих первостепенное значение, и надёжных корреляций, которые можно рекомендовать или которые ещё отсутствуют. Показано, что для большинства практических случаев двухжидкостная модель может быть упрощена до формулировки, допускающей применение эффективных методов решения, используемых для однофазного течения. Среди различных сил взаимодействия между газом и жидкостью наиболее важными являются силы давления и сопротивления, тогда как надёжная экспериментальная база для боковых подъёмных сил отсутствует. До настоящего времени подъёмные силы в основном использовались эмпирически для согласования распределения газа с экспериментальными данными. Главный нерешённый вопрос связан с корректным моделированием турбулентности в пузырьковом газожидкостном течении, поскольку она влияет как на вязкость смеси, так и на диспергирование пузырьков.