气液两相流体绕钝物流动的现象在工业生产中非常常见,尤其是在热交换器中,很多热交换器都是通过周围流体的相变来达到交换热量的目的,相变可以加快热量交换,但是有可能会引起气泡在管束表面的聚集,使热交换设备的热量交换不出去,这样就会造成热交换设备的过热,热交换设备也就会因此疲劳损伤,降低了工业设备的使用寿命,甚至会在工作过程中直接损毁,对公司和国家造成不可估量的损失。因此,需要对热交换器内管束结构的流道进行深入研究,这能够给设计工业设备的专业人员提供准确的设计参数,为设备的安全运行提供充分帮助。本文研究的是气液两相流体垂直上升绕错列分布圆柱管束的绕流流场,使用数值模拟方法来获取其流场的细节。本次数值模拟工作采用的是OpenFOAM开源软件的multiphaseEulerFoam求解器和大涡模拟k方程组成的模拟方案。首先通过对旋转三角形排列的管束流场进行模拟,对数值模拟的结果进行分析,可以发现气液两相流体绕旋转三角形排列圆柱管束的绕流流场存在稳定的时均气相速度分布和时均气相分数分布。并通过与实验的对比,验证了所用数值模拟方案的可信度。整个流场情况可以分为S形主流区和管束间的停滞区,停滞区是由于圆柱前驻点和圆柱后涡旋的共同作用下形成的。管束流场的影响因素比较多,主要探索了不同入口流速、不同入口气相分数、不同气相初始直径、不同错列管束排列形式对管束流场的影响随入口流速的增加,流场S形主流区的时均气相速度增加,停滞区时均气相速度变化不大,但涡旋强度有所增加。因此,S形主流区的气相分数增加,停滞区的气相向涡旋中心聚集。入口流速对圆柱表面的压力分布趋势影响小,但会加大圆柱前后的压力差。气相分数对流场内气相分数的分布趋势影响小,对时均气相速度场的影响分为两部分,对A和C截面气相处时均速度的分布情况影响较小,对B和D截面处气相时均速度分布的影响比较大。圆柱前后的压力分布随气相分数增加趋于稳定,且前后压差随气相分数的增加而减小。气相平均粒径对流场的影响比较大,随着气相入口粒径的增加,S形主流区变大,停滞区减少。气体和液体之间的混合开始减少,气液之间的分离越来越明显,圆柱正面液体区域增大,圆柱后侧的气体聚集区减少。圆柱表面的压力和圆柱周围气液相的分布情况相关。而且随入口气体粒径的增加,涡旋脱离的位置向圆柱后延伸。排列方式对流场速度和气相分数分布影响极大,可以说完全改变了流场的分布。但从总体上看,气液相的分布还是有共同的特点,气相大都聚集在圆柱后的涡旋处,圆柱周围的边界层内基本都是液相的聚集,只在圆柱后有两个气相聚集的区域。