固体模型
固体设置
启用 SOLIDS 求解器并指定 DEM 和 PIC 模型通用的选项。以下输入必须以 “solids.” 为前缀
描述 |
类型 |
默认值 |
|
|---|---|---|---|
types |
指定 SOLIDS 类型的名称或无以禁用 SOLIDS 求解器。用户定义的 名称用于指定 DEM 和/或 PIC 模型输入。 |
String |
None |
molecular_weight |
固体的恒定分子量值 |
Real |
0 |
specific_heat |
指定用于固体的比热模型。可用选项包括：
|
String |
None |
specific_heat.constant |
物种分子量的值。[如果 fluid.specific_heat = ‘constant’ 必须 指定]。 |
Real |
0 |
reference_temperature |
用于比焓的参考温度值 |
Real |
0 |
species |
指定可以构成流体相的物种 [定义的物种必须是 species.solve 参数的子集]。 |
String |
None |
newton_solver.absolute_tol |
定义阻尼牛顿求解器的绝对容差 |
Real |
1.e-6 |
newton_solver.relative_tol |
定义阻尼牛顿求解器的相对容差 |
Real |
1.e-6 |
newton_solver.max_iterations |
定义阻尼牛顿求解器的最大迭代次数 |
int |
100 |
下面是一个指定固体求解器模型选项的示例。
solids.types = my_solid0 my_solid1
solids.reference_temperature = 298.15
solids.specific_heat = mixture
solids.species = Fe2O3 FeO
DEM 模型设置
启用 DEM 求解器并指定模型选项。
描述 |
类型 |
默认值 |
|
|---|---|---|---|
dem.solve |
指定 DEM 类型的名称或无以禁用 DEM 求解器。用户定义的名称用于指定 DEM 模型输入。 |
String |
None |
dem.friction_coeff.pp |
摩擦系数 :: 粒子与粒子碰撞 [必需] |
Real |
0 |
dem.friction_coeff.pw |
摩擦系数 :: 粒子与墙壁碰撞 [必需] |
Real |
0 |
dem.spring_const.pp |
正常弹簧常数 :: 粒子与粒子碰撞 [必需] |
Real |
0 |
dem.spring_const.pw |
正常弹簧常数 :: 粒子与墙壁碰撞 [必需] |
Real |
0 |
dem.spring_tang_fac.pp |
切向与法向弹簧常数因子 :: 粒子与粒子碰撞 |
Real |
0.2857 |
dem.spring_tang_fac.pw |
切向与法向弹簧常数因子 :: 粒子与墙壁碰撞 |
Real |
0.2857 |
dem.damping_tang_fac.pp |
切向阻尼系数与法向阻尼系数的关系因子 :: 粒子与粒子碰撞 |
Real |
0.5 |
dem.damping_tang_fac.pw |
切向阻尼系数与法向阻尼系数的关系因子 :: 粒子与墙壁碰撞 |
Real |
0.5 |
dem.implicit_drag |
应用流体-粒子拖曳力通过 隐式速度更新 。 |
int |
0 |
以下输入使用通过 dem.solve 输入指定的 DEM 类型名称来定义恢复系数，并以 dem.restitution_coeff 为前缀。必须为所有固体-固体和固体-墙壁组合定义。
描述 |
类型 |
默认值 |
|
|---|---|---|---|
[solid0].[solid1] |
指定 solid0 和 solid1 之间的恢复系数。这里，顺序不重要，可以定义为 [solid1].[solid0] |
Real |
0 |
[solid0].wall |
指定 solid0 和墙壁之间的恢复系数。顺序不重要，可以定义为 wall.[solid0] |
Real |
0 |
下面是为两个 DEM 固体指定输入的示例。
dem.solve = sand char
dem.friction_coeff.pp = 0.25
dem.friction_coeff.pw = 0.15
dem.spring_const.pp = 100.0
dem.spring_const.pw = 100.0
dem.spring_tang_fac.pp = 0.2857
dem.spring_tang_fac.pw = 0.2857
dem.damping_tang_fac.pp = 0.5
dem.damping_tang_fac.pw = 0.5
dem.restitution_coeff.sand.sand = 0.85
dem.restitution_coeff.sand.char = 0.88
dem.restitution_coeff.char.char = 0.90
dem.restitution_coeff.sand.wall = 0.85
dem.restitution_coeff.char.wall = 0.89
隐式拖曳
默认情况下，流体-粒子拖曳力被显式应用于粒子，
其中 \(u_p\) 是 p-th 粒子在指定时间层次的速度， \(\beta^n\) 是拖曳系数， \(u_f^{n+1}\) 是流体速度， \(\mathcal{F}_p\) 是所有非拖曳力（例如，重力、浮力、碰撞等），以及 \(m_p\) 是粒子质量。 由于流体和粒子模型的耦合方式以及粒子通常在时间上进行子步进，术语存在于不同的时间层次。特别地，一个时间步进将流体从 \(t^n\) 推进到 \(t^{n+1}\)，然后粒子在相同的总时间内进行多次较小的时间步进。在上述方程中，标记表示在每个 DEM 子步更新的量。
当启用 隐式拖曳 时，更新的粒子速度 \(u_p^{n^{\prime}+1}\) 被代入拖曳表达式中。
通过使用更新的速度，为流体和粒子计算的拖曳力是不一致的，且相间动量不守恒。然而，当粒子密度远小于流体密度（例如气泡）时，可能需要隐式拖曳以实现数值稳定性。