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一百、Fluent DPM模型如何控制入射的Parcel数量

1月前浏览518

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。


内容总结不易,希望大家多多点赞、转发、在看


Chapter100.rar

链接: https://pan.baidu.com/s/1PSPFXhMI-mzKDPbXYcu6ug?pwd=b2cr 提取码: b2cr


来源:Fluent学习笔记

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首次发布时间:2025-01-09
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