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MFiX（Multiphase Flow with Interphase eXchanges） 是由美国能源部国家能源技术实验室（NETL）开发的开源计算流体动力学（CFD）软件，专注于模拟多相流（气-固、液-固、气-液等）系统的流体动力学、化学反应及传热传质过程。以下是其关键特点和应用领域的详细介绍：
核心功能与特点
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多相流模型
- 支持欧拉-欧拉（连续相）和欧拉-拉格朗日（离散相）框架，可模拟颗粒流、气泡流、流化床等复杂多相系统。
- 包含稠密颗粒流模型（如KTGF动力学理论）和离散元素法（DEM）耦合。
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化学反应与燃烧
- 内置化学反应求解器，支持气固催化反应、燃烧、热解等过程，适用于生物质转化、煤燃烧等场景。
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并行计算
- 基于MPI并行化，可高效处理大规模工业问题，支持千万级网格计算。
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开源与可扩展性
- 代码公开（Fortran编写），用户可自定义模型或耦合外部工具（如Cantera、CHEMKIN）。
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前后处理工具
- 提供后处理脚本（Python/Paraview插件），支持可视化颗粒轨迹、相分布、温度场等。
典型应用场景
- 能源与化工：流化床反应器、煤气化炉、碳捕集技术。
- 环境工程：颗粒物沉降、污泥处理。
- 材料加工：粉末冶金、3D打印中的颗粒流动。
- 学术研究：多相流机理（如鼓泡、颗粒团聚）的数值模拟。
软件优势
- 免费开源：适合学术机构和小型企业，降低CFD使用门槛。
- 验证充分：大量实验数据和文献验证其模型精度。
- 社区支持：活跃的用户论坛和NETL提供的文档（教程、理论手册）。
获取与学习资源
- 下载地址：NETL MFiX官网
- 文档：官网提供安装指南、用户手册、验证案例。
- 社区：GitHub仓库和用户邮件列表可供交流。
对比其他工具
- 相较于商业软件（如ANSYS Fluent、Barracuda），MFiX在多相流（尤其气固系统）的模型深度上更具优势，但用户界面和易用性稍逊。
若需具体操作指南或案例细节，可进一步查阅官方文档或相关论文（如《MFiX Theory Guide》）。