• Description

COMSOL Multiphysics ® 5.2a版針對粒子追踪模組的用戶引入了新的公式、改進了粒子軌跡圖、新增了紊流分散選項等。請閱讀以下詳細資訊來了解粒子追踪模組的所有更新內容。

一階牛頓公式

所有粒子追踪物理場介面的設置窗口中的公式列表都添加了牛頓,一階公式。牛頓公式用於為每個粒子的位置向量分量定義二階方程,而一階牛頓公式則用於為粒子位置和速度分量定義耦合一階方程。

一階牛頓公式支持與二階公式相同的所有物理場特徵,但更易於同顯式時步法結合使用。選定一階牛頓公式後,默認的時步法為高階Runge-Kutta法,而非典型的二階隱式法,從而使得在處理特定的非剛度問題時性能更快。

查看螢幕截圖»

粒子軌跡圖的改進

現在,您可以在接近粒子-壁相互作用時間的額外時間步階中自動儲存粒子軌跡。通常,這些額外的時間會自動選定為接近粒子與邊界相互作用的時間,以便更準確地描述後處理過程中粒子-壁的相互作用。選中儲存壁相互作用的額外時間步階核取方塊後,除研究設置中指定的時間步階外,還可以自動儲存一批額外的時間步階。

受重力影響的單個彈跳粒子的軌跡;使用存儲額外時間步時,每次彈跳的精確位置在粒子軌跡圖中更加清晰可見。

受重力影響的單個彈跳粒子的軌跡;使用儲存額外時間步階時,每次彈跳的精確位置在粒子軌跡圖中更加清晰可見。

粒子束的改進

粒子束特徵包含多個新選項,並且不再依賴於網格。

·       從相空間橢圓取樣選項-均勻-已重命名為KV。此外,相空間分佈也略有不同;在重新計算解時,可能會出現一些細微變化。

·       從相空間橢圓取樣新增了兩個選項:水袋拋物線。這些分佈函數為相空間的粒子提供交變載荷(參見下文)。

·       縱向速度分佈新增了以下選項:常態均勻值列表常態均勻值列表選項可以在每個釋放點透過縱向速度分佈釋放多個粒子。

從相空間橢圓取樣的新選項

取樣選項 方向 速度明細表 直觀表示
水袋 豎直 Twiss 參數
拋物線 豎直 Twiss 參數
水袋 傾斜 Twiss 參數
拋物線 傾斜 Twiss 參數
水袋 豎直 橢圓尺寸
拋物線 豎直 橢圓尺寸
水袋 傾斜 橢圓尺寸
拋物線 傾斜 橢圓尺寸
       

紊流分散模擬的增強

新版本對阻力特徵的紊流分散選項進行了修正和加強。紊流分散核取方塊已替換為紊流分散模型列表。除了可複制紊流分散項的離散隨機遊走模型,還可以選擇離散隨機遊走,變時間步階長,該選項可以估算渦流壽命並用它來控制確定紊流分散項中隨機數的種子。通常,如果求解器採用的時間步階長足夠小,則該選項產生的紊流脈動會更加準確。您還可以選擇連續隨機遊走模型,透過Langevin方程來計算每個粒子由於紊流分散而產生的速度擾動。
管道彎頭沖蝕:沉積顆粒撞擊管道彎頭壁。流體中的紊流分散使得入射粒子發生擴散。壁上的顏色表示與入射粒子造成的沖蝕磨損率成正比。

模擬液滴釋放與分離的新工具

現在,您可以將粒子作為可因外力而發生分離的液滴進行建模。新的液滴分離特徵包含兩個內置的分離模型- Kelvin-HelmholtzRayleigh-Taylor分離模型-分別對應於液滴分離形成更小子液滴的兩種不同物理機制。此外,您可以使用新的噴嘴特徵將噴霧液滴釋放到建模域中。您可以直接指定噴霧角度,也可以使用基於Kelvin-Helmholtz不穩定性的內置方程。請注意,要添加噴嘴特徵,首先必須選中流體流動粒子追踪介面節點中的計算粒子質量和啟用巨觀粒子複選框。
重構的流體流動粒子追踪上下文選單

流體流動粒子追踪介面的上下文選單經過重新組織,提高了可讀性。所有的力現已列入單獨的子選單中。同樣,如果您選中計算粒子溫度核取方塊,則所有的熱源都會顯示在選項下單獨的子選單中。

查看螢幕截圖»