注意事项：本文基于2025R2版本编写，其他版本可能有细节差异。
1 组分运输模型的使用场景
组分运输模型用于分析混合物中各组分浓度分布。各组分在分子层面互溶。组分既可以是气体，也可以是液体。工程应用中，以气体组分运输问题为主。
气体组分运输实例：气味
液体组分运输实例：白酒
组分运输和多相流区别：
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组分之间可互溶，组分之间不存在界面（如空气）
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相之间不可互溶，存在明确清晰的界面（如水面）
Fluent中允许组分运输和多相流模型并存。例如叶片露珠，组分运输计算空气湿度，多相流计算液滴形状。
2 组分运输的模型设置
2.1 模型基本设置
在界面左侧树状菜单可开启组分运输模型，默认会开启能量方程
在设置面板，选择"species transport"选项
设置面板上，若不需要计算化学反应，则不勾选"volumetric"选项
设置面板上的选项，建议全部勾选，考虑传热和组分扩散的耦合效应。其中，至少三个组分才可开启"full multicomponent diffusion"选项。
2.2 重力的影响
重力会影响组分分布。高密度组分有下沉趋势，低密度组分有上浮趋势。浮力和粘性力的比例以溶质瑞利数（Solutal Rayleigh number）描述。溶质瑞利数越大，越可能因为密度差异导致流动。
小尺度问题（高度量级在10米以下）通常可忽略重力的影响。
2.3 温度的影响
温度会影响组分的扩散率。通常而言，温度越高则组分扩散越快。
若整个计算域可视为常温，可初始化指定温度后，关闭能量方程，节约计算量。具体操作过程，可参考之前发布的文章：Fluent关闭方程减少计算量
3 材料设置
组分运输模型设置中可调用包含多种组分的混合物材料，但是无法通过计算域条件设置切换混合物材料。
混合物中只能额外添加在流体材料中已有的材料。组分设置中， 占主要的成分应设置为"last species"。
混合物中的每个组分均可单独编辑属性，具体的可编辑内容取决于混合物属性设置。若混合物属性已设置为常数，将无法编辑组分中的对应属性。
材料属性设置的困难点在于，通常难以查找准确的数据，特别是随温度变化规律。推荐通用的混合物和组分的材料属性设置方法如图所示。
材料设置中涉及分子动理论，具体可参考之前文章：基于分子动理论的Fluent材料属性定义
4 边界条件和初始化
4.1 入口/出口边界条件
入口/出口需要设置动量条件、温度、组分比例三类信息。
组分比例可用质量分数或摩尔分数，Fluent 可自动换算两者数值。所有组分比例，无论质量分数还是摩尔分数，其总和均为 100% 。"Last Species "的组分比例无法单独设置，基于所有组分比例总和为 100% 进行减法运算。
已知摩尔分数求质量分数：
已知质量分数求摩尔分数：
4.2 壁面边界条件
对于流体域的壁面，默认气体各组分均不可穿透，即质量流量为 0。若壁面存在特定成分吸附等现象，可指定壁面的组分质量分数或质量流量。
固体域无法设置组分边界条件。
不同壁面边界条件设置结果对比如下图所示。
默认壁面边界条件
指定所有壁面的氧气质量分数为 0
4.3 初始化
初始化需要正确的指定各区域的组分分布和温度值。初始化设置中，组分分布使用质量分数定义，若已知摩尔分数，需进行手动换算。
5 后处理
后处理变量类别中选择"species"类别可获取组分分布相关变量。常用变量包括组分的质量分数（无量纲数）、组分的体积分数（无量纲数）、组分的摩尔集中度（单位kmol/m^3）、湿度（单位%）。
湿度为水蒸气的分压和饱和压力的比例：
Fluent中，饱和压力计算公式为：
Fluent湿度的后处理，已包含百分号。例如下图所示，则云图仅显示0% - 40% 湿度范围
关于湿度的后处理注意事项：
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湿度是温度的函数，相同的水蒸气比例，在不同温度下的对应湿度值不同
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组分运输模型不能考虑水蒸气冷凝过程，导致湿度结果可能超过100%
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若需要严格分析湿度分布，建议加上多相流模型计算水蒸气冷凝过程
附
本文档配套了两个教学模型可供参考
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模型 1：管路中组分浓度分布
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模型 2：球形封闭腔体内自然对流（组分分布导致气体密度差引发）
教学模型下载地址（百度网盘，提取码：qctb）：