1.Parcel和颗粒数量的区别
这里要先澄清一个概念,我们常说的Fluenpt DPM模型中入射颗粒数量大部分情况下都是指Parcel数量,而不是真正的颗粒数量。DPM模型是不能直接设置颗粒数量的,而是通过Parcel来设置。当然,Parcel和颗粒数量可以进行换算。
这里简单介绍一下两者的区别:
颗粒指的是物理上存在的单个离散相颗粒。每个颗粒代表一个实际的离散相粒子,它可能是液滴、固体颗粒或气泡。
Parcel就是颗粒团,一个Parcel可以代表多个具有相同性质(如直径、速度、温度、组成等)的颗粒群体。
为什么要使用parcel而不让我们直接定义颗粒数量呢??
通过这种方式,Fluent 不需要为每个实际颗粒单独计算,而是通过追踪少量的包裹来间接反映离散相的行为,这样可以大大减小计算量。如果以真实的颗粒进行计算,颗粒数量很多的工况是计算不了的。
一般来说,如果以Surface作为入射面,Parcel的数量是由入射面的face数决定的。那如何来控制入射的parcel数呢????我做了一些研究和整理,这里分享给大家。内容总结不易,希望大家多多点赞、转发、在看
2. 入射类型为surface
对于surface,一般入射parcel量就是入口面的face数量,但可以通过三点创建面的方式来改变颗粒数量。但只对三维模型有效。下图是模型inlet的基本参数,后面会使用到
2.1 由inlet的face数量控制parcel数量
以下图为例,inlet为一个矩形面
Injection Type选择surface,Injection Surfaces选择上面的inlet_square,其他的默认选择即可。
对Fluent简单设置即可,设置边界条件,入口流速为2m/s
标准初始化后简单计算几步
后处理中双击Particle Tracks
选中injection-0,点击Display,可以看到颗粒轨迹,且文本控制栏输出400个parcel,即inlet_square的face数
2.2 自定义parcel数量
在上面设置的基础上,新建plane。Domain--Surface
选择Plane
New Surface Name设置为injection1(自己命名即可),Method选择Three Points
根据三点建面方法,创建入口面。首先需要确定inlet_square上三个点的坐标。
在Plane Surface界面输入上述三个点的坐标,新建的面会和inlet_square面重合。
勾选Bounded和Sample Points。在下面输入采样点数据,Edge1和Edge2分别输入10,点击Create。
查看采样点,点击Display,勾选刚才新建的面Injection1,可以查看采样点
注:这里的Edge1和Edge2数值的乘积即为采样点个数,即parcel数量。Edge1的数值和Edge2的数值代表着不同的分配比例。如Edge1输入100,Edge2输入10,则表示Edge1边的采样点数据更多,颗粒入射更多
回到Injection界面,Injection Surfaces选择injection1,点击OK
回到Particle Tracks,点击Display,可以看到parcel数量明显变少,且文本控制栏输出100个parcel
Edge1输入100,Edge2输入10,则结果为
2.3 三点建面:圆面
上面的inlet是矩形面,如果inlet是圆面怎么办??
创建圆柱形计算域,先以圆面作为入射面
结果如下,跟踪了804个parcel
对inlet三点建面
输入坐标,且Edge1和Edge2都输入10。可以看到inlet面上出现了新建的矩形区域,也就是说三点建面并不能覆盖整个圆面
查看采样点数据也是如此
跟踪100个parcel,但采样点数据并不全覆盖圆面。
这说明三点建面方式只适用于矩形面,对于其他面并不适合
2.4 三点建面圆面补救办法
既然选取圆面上的三个点无法覆盖整个圆面,那就选取圆面外的三个点。做圆的外切矩形,可以获得外切矩形的三个坐标,以这三个坐标建面可以将圆面全覆盖。
三点建面如下,可以看到确实全覆盖了
但存在一个问题,就是采样点会落到计算域外面,因此真正的采样点个数并不是设置的Edge1和Edge2的乘积
需要根据面积进行换算,下面的公式只是我个人的估算公式,没有任何依据,请谨慎使用
对于本例,计算出的真正的parcel数为63.6。
实际上有60个采样点
注:
这种换算方式是基于Edge1和Edge2相同,如果不相同,则不能这种简单换算。
Edge1和Edge2的数值越小,换算越不精确。数值越大,换算越精确。如Edge1和Edge2都为100,则
实际上的采样点个数为7668
2.5 如何查看真正的Parcel个数??
上面我们只是估算处理采样点个数,那如何查看真正的采样点个数呢?有三种办法。
方法1:显示采样点,然后数采样点的个数
方法2:点击颗粒追踪,查看追踪的parcel数
方法3:直接查看采样点个数,同时还能够查看其他面的face数量(比较好的方法)
在Display选中所有想要查看的面,点击Display。会在图形界面显示所勾选的Surfaces
Surface---Manage,选中刚才勾选的其中一个surface,在右边会显示采样点个数。如创建的injection3估算的采样点是63.6,追踪颗粒显示的是60,这里显示的也是60.
也可以查看原有Surface的face数
3. 入射类型不是surface
通过Number of Streams来确定parcel数量
对于group、cone (only in 3D)、plain-orifice atomizer、pressure-swirl atomizer、air-blast-atomizer、flat-fan-atomizer、effervescent-atomizer均可通过Number of Streams来确定parcel数量。
这里以group为例,设置Number of Streams为20。还需要设置起始点和最后一个点。两点确定一条线,Number of Streams即在这条线上均匀分布。
根据下图,设置这条线为inlet的直径。
颗粒跟踪可以看到共有20个parcel
4. 其他不确定是否可行的方式
number of tries,来自网络的方法
在随机追踪界面可以勾选随机游走模型,进而勾选尝试次数
改变这个参数确实会多追踪颗粒,本来20个parcel,设置为5后变为了100个parcel
以上均为个人尝试总结,仅代表个人观点。这里附上上述内容的源文件。
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