barracuda 24.0 用户手册中英文翻译(第七章初始条件设置)

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7。初始条件

模拟初始条件-模拟开始时模型域内流体、颗粒和气泡的状态和组成-在Barracuda的初始条件部分中指定。对于流体初始条件（fluid IC），必须指定初始压力、温度、速度和成分。虽然模型可能具有分布在域中的多个初始条件（初始条件），但用户必须确保域中的每个单元都具有指定的初始条件。对于颗粒初始条件，必须指定颗粒的数量、温度和颗粒的种类。系统中颗粒初始条件的规格是可选的（模拟可以从固体的域空洞开始）。

不可压缩流动

在流体类型被设置为不可压缩的模拟中，气泡将以与颗粒相同的方式处理。

7.1。流体初始条件

流体初始条件在“流体初始条件”窗口中进行管理，如图7.1所示，该窗口显示所有现有流体初始条件的列表，并允许用户对模型中的初始条件遵循“添加、编辑、复 制、删除”GUI模式。在“流体初始条件”列表中，初始流体条件显示为单独的线条。列表中的每个流体初始条件都有一个与之关联的唯一ID号。如果定义了多个流体初始条件，则列表中后面的项目将覆盖列表中后面项目所选空间区域中前面的项目。

图7.1流体初始条件窗口显示添加到域的单个初始条件（IC）    

由于必须在系统内的任何地方指定流体初始条件，因此每个新的Barracuda模型都使用一个已经创建的流体初始条件进行初始化，该流体初始条件跨越整个域（如图7.1所示为流体初始条件 000）。请注意，当流体初始条件 000被创建时，它是不完整的，需要定义流体成分和压力。此外，如果需要，可以调整温度和速度。

7.1.1。指定流体初始条件

图7.2所示的流体初始条件编辑器提供了输入流体初始条件所需的所有值的界面。当添加新的流体初始条件或编辑现有的流体初始条件时，将弹出此对话框。

图7.2流体初始条件编辑器显示IC值

初始条件

“启用”复选框如果选择初始条件旁边的复选框，则当前初始条件将在模拟中激活。如果未选中复选框，则当前初始条件的信息将存储在项目文件中，但在模拟中不激活。

温度对于热流模型，用户必须指定流体的初始温度。初始流体温度总是以开尔文（K）为单位。

压力用户必须指定流体的初始压力。对于可压缩模型，压力始终是绝对值（不是表压），并以帕斯卡（Pa）为单位指定。这个值指的是静压力，而不是总压力。

流体速度流体初始速度定义为x、y、z分量。流体初始速度的单位总是米/秒（m/s）。

流体种类必须通过单击“定义流体”按钮来指定初始流体组成。这遵循应用材料的GUI模式。

文件中的初始条件如果启用了“文件中的初始条件”复选框，则流体初始条件将由选定的IC_*文件定义。注意，有效的初始条件也必须以典型的方式定义，以防所选的IC_*文件没有为当前IC的空间区域内的所有单元提供信息。指定IC_*文件中的流体按名称与当前项目中的流体匹配。将使用IC_*文件中与当前项目中流体匹配的所有流体。注意，初始化的单元格总数可能大于网格中实际单元格的数量；这是因为边界条件可能使用域外的空单元格，而这样的单元格是初始化过程的一部分。    

区域每个流体初始条件应用于xyz坐标下的空间区域，单位为米。这遵循Select RegionGUI模式。

注释遵循注释字段GUI模式。

7.2。颗粒初始条件

通常有必要用已经在模型域中的颗粒开始模拟。在Barracuda中，模型中的初始颗粒是通过颗粒初始条件来指定的，通常称为颗粒初始条件。Barracuda中的每个颗粒初始条件指定了特定温度下某一颗粒种在一系列细胞中的初始位置。每个细胞中颗粒种类的数量通过体积分数或质量来指定。为了实现颗粒种类的混合，可以在域内覆盖多个颗粒初始条件，直至模型的闭合体积分数。这为用户提供了对初始颗粒规格的大量控制，并使颗粒组成和温度的梯度能够在域中指定。

颗粒初始条件在颗粒初始条件窗口中进行管理，如图7.3所示，该窗口显示了所有现有颗粒初始条件的列表，并允许用户对模型中的ic进行添加、编辑、复 制、删除GUI模式。在Particle初始条件列表中，初始颗粒条件以单独的线条显示。列表中的每个颗粒初始条件都有一个与之相关联的唯一ID号，该ID号与IC的摘要一起显示。当添加或编辑颗粒初始条件时，将在指定颗粒初始条件中讨论的颗粒初始条件对话框中指定。用户可以在颗粒初始条件窗口和分布选项对话框中控制颗粒初始条件的计算颗粒的数量和分布。

不可压缩流动    

在流体类型被设置为不可压缩的模拟中，颗粒初始条件项目将被标记为颗粒和气泡初始条件。气泡物种将被包含在Particle & Bubble IC编辑器中。

图7.3含样品颗粒初始条件的颗粒初始条件窗口

全局云分辨率

系统中最初的颗粒必须由足够数量的云（有时称为计算颗粒或包裹）来表示，以便模拟在颗粒阶段具有适当的分辨率水平。在大多数情况下，初始化合理数量的计算颗粒最方便的方法是使用Particle IC Manager窗口底部的Global cloud resolution滑块。高或中高的分辨率水平将在系统中提供更多的计算颗粒，但会导致更长的计算时间。相反，低分辨率水平将导致更快的计算时间，但用户应验证是否有足够的计算颗粒可以准确地模拟系统。建议默认设置为Medium。

如果需要，模型中定义的每个颗粒初始条件都可以独立控制颗粒分辨率，如下面的云分辨率部分所述。

分布选项

颗粒分布选项对话框如图7.4所示，允许用户指定初始颗粒动量覆盖，调整初始颗粒播种，以及计算系统中初始化颗粒的颗粒分辨率。需要注意的是，这个对话框中指定的所有选项都适用于所有颗粒初始条件。点击颗粒初始条件窗口中的分布选项按钮会弹出此对话框。    

图7.4颗粒分布选项对话框

无颗粒动量选择无颗粒动量将系统中初始化的所有颗粒固定在空间中。这将覆盖任何单个颗粒初始条件上的任何无颗粒动量设置，如per-IC无颗粒动量部分所述。

颗粒分辨率使用户可以控制每个单元的计算颗粒数量的定义。当计算颗粒分布时，一个细胞接收到的计算颗粒的数量将取决于细胞的体积，较大的细胞接收到更多的颗粒，较小的细胞接收到更少的颗粒。当按平均体积大小用于颗粒分辨率时，平均大小的单元将接收每个颗粒初始条件指定的计算颗粒。当选择按最大体积大小时，最大的单元将接收颗粒初始条件指定的计算颗粒。通常，使用默认设置，按平均体积大小。

7.2.1。指定颗粒初始条件

颗粒初始条件的值在颗粒初始条件对话框中定义，如图7.5所示，当添加新的颗粒初始条件或编辑现有的颗粒初始条件时，该对话框会弹出。

不可压缩流动    

在流体类型被设置为不可压缩的模拟中，气泡将以与颗粒相同的方式处理。

图7.5颗粒初始化对话框

初始条件    

“启用”复选框如果选中“初始条件”旁边的复选框，则当前初始条件将在模拟中激活。如果未选中复选框，则当前初始条件的信息将存储在项目文件中，但在模拟中不激活。

初始化方法定义颗粒初始条件初始化颗粒的数量有几种方法。在许多情况下，使用几种不同的方法可以获得相同数量的颗粒，但其中一种方法可能比其他方法更方便。建议使用与被模拟系统的已知信息最接近的方法。

无论使用哪种方法或方法的组合来定义Particle ic，每个计算单元中的总颗粒体积分数必须小于或等于颗粒密包体积分数。可以为一个单元区域定义多个颗粒初始条件定义，这将导致颗粒的相加初始化。颗粒初始条件定义按顺序处理，如Particle IC Manager表所示。

§区域中的初始化质量允许直接指定颗粒质量，单位为kgkg。在颗粒初始化过程中强制执行封闭体积分数，因此如果为颗粒初始条件指定的质量过多，求解器将在封闭限制处停止并发出警告。

§区域中的初始化体积分数允许指定颗粒体积分数，并以考虑整个选定区域的方式填充颗粒。初始颗粒体积分数必须小于或等于密包体积分数（颗粒相互作用）。从质量分数转换为体积分数如果希望基于质量分数而不是体积分数初始化多个颗粒种，请参见。

§从IC文件初始化允许颗粒初始条件信息由选择的IC_*文件提供。所有的颗粒属性都是从IC_*文件中读取的，包括颗粒大小，速度，温度，成分等。指定IC_*文件中的颗粒根据颗粒种类ID号与当前项目文件中的颗粒种类匹配。在选择的空间区域内匹配当前项目中颗粒种类id的所有颗粒将被使用。注意，当前项目的拖动模型设置（不是IC_*文件的原始模拟设置中的拖动模型设置）将用于给定种类的所有颗粒。当使用从IC文件初始化选项时，必须指定温度。如果选择的IC文件来自等温模拟，则此温度将用于设置初始化颗粒的温度。如果选择的IC文件来自热模拟，则不会使用此Temperature；相反，来自IC文件的颗粒温度数据将用于初始化的颗粒。Reset停留时间选项将确保所有颗粒的停留时间在模拟开始时设置为零。如果当前项目具有比初始化颗粒的IC文件更高的网格分辨率，则可以选择与真实单元比例成比例的增加分辨率。在这种情况下，切换此功能将增加颗粒分辨率，以保持IC文件的每个单元的颗粒分辨率。    

§移除区域中的颗粒允许从指定的空间区域中移除颗粒。请注意，颗粒初始化和移除操作是按照项目文件中指定的顺序执行的，因此只有在早期颗粒初始条件定义中初始化的颗粒才会被移除。以后的定义将是附加的，并且可以“填充”用于移除颗粒的空间区域。

§按单元格体积分数（legacy）初始化允许指定初始体积分数。与较新的区域初始化体积分数不同，这种传统方法以逐细胞的方式初始化颗粒，这可以导致较少的随机颗粒初始化结果。一般情况下，建议使用较新的体积分数方法来代替这种legacy方法。当打开在Barracuda版本17.2.0及更早版本中创建的项目时，此legacy方法将处于活动状态，因为它是当时唯一可用的选项。    

要初始化的物种是从一个下拉菜单中选择的，该下拉菜单包含了在模型中定义的所有物种的列表（参见颗粒物种，了解定义物种的信息）。如果在一个位置初始化多个物种，则需要为每个物种单独设置IC。请注意，在下拉列表中，物种是根据物种ID号和应用于物种的任何评论列出的。

对于热流模型，用户必须指定初始颗粒温度。初始颗粒温度总是以KK为单位。

地区

每个颗粒初始条件应用于xyz坐标下的空间区域，单位为米。这遵循Select RegionGUI模式。

云分辨率

颗粒初始条件的计算颗粒的数值分辨率用云分辨率来指定。模型中计算颗粒过少会导致精度差，而过多则会导致模拟速度慢。因此，有必要通过为Cloud分辨率选择一个好的设置来实现精度和速度之间的平衡。

使用全局分辨率这是新定义的颗粒初始条件的默认设置，并导致IC使用颗粒初始条件管理器窗口中的全局滑块设置。

这允许颗粒初始条件使用不同于全局滑块的分辨率设置。这样做的优点是保留了滑动条算法在大多数情况下选择合理颗粒分辨率的便利性，同时也允许特定的颗粒初始条件在需要时具有更高或更低的分辨率。

指定分辨率此选项允许对颗粒分辨率进行最详细的控制。对于每个可用选项，指定的值只是近似值，并且受到单元格大小和粒度的限制。使用“指定分辨率”时，可使用以下选项：    

§每个区域的云允许指定为当前颗粒初始条件定义初始化的计算颗粒总数。

§每质量的云允许规范每公斤颗粒质量的云数。

§每个单元的云数允许指定每个单元的平均云数。如果选择的初始化方法是Initialize by cell volume fraction (legacy)，这是唯一可用的选项。

特殊的设置

随机云初始化选中此复选框，颗粒将在指定的空间区域内随机定位。如果未选中此复选框，则在每个单元格中以规则模式初始化颗粒。在大多数情况下，使用随机云初始化（或不使用）的效果不会持久，并且模拟的“稳态”结果不会受到明显影响。一般建议启用此设置。

无颗粒动量选择无颗粒动量将固定初始化的颗粒，对于这个特定的颗粒初始条件，在空间中。颗粒仍然通过阻力模型与流体相耦合（可能导致流体内部的压降），并且颗粒应力模型仍然适用，但当前IC中定义的颗粒将具有零速度。系统中的其他颗粒仍然可以运动，只要它们的IC定义不使用无颗粒动量选项。

注释

遵循注释字段GUI模式