时间步进

有几种方法可以使用输入来确定仅粒子、仅流体和耦合流体-粒子系统的时间步长。

仅流体模拟

在仅流体模拟中，设置 mfix.fixed_dt 会使流体以固定（常量）时间步长前进。如果未定义 mfix.fixed_dt，则会根据对流 CFL 条件计算适当的时间步长。

小心

始终会计算基于对流 CFL 条件的自适应时间步长，并且强烈建议在大多数情况下使用。

• 对于固定时间步长的模拟，如果计算出的步长小于 mfix.fixed_dt，则模拟会中止并显示以下消息：

  amrex::Abort::0::"Fixed dt is too large for fluid solve !!!
  

• 对于使用自适应时间步长的模拟：

  • 如果计算出的时间步长大于 mfix.dt_max，则时间步长设置为 dt_max

  • 如果计算出的时间步长小于 mfix.dt_min，则模拟会中止并显示以下消息：

    amrex::Abort::0::"Current dt is smaller than dt_min !!!
    

仅粒子 DEM 模拟

在仅粒子 DEM 模拟中，用于推进粒子的时间步长 dtsolid 是通过从粒子属性计算碰撞时间 tcoll 并将结果除以每次碰撞的步数 tcoll_ratio 来确定的：

dtsolid = tcoll / tcoll_ratio;

备注

mfix.fixed_dt 必须在仅粒子 DEM 模拟中定义，但它仅用于确定输出的频率，对粒子推进没有影响。如果未为 mfix.fixed_dt 指定正值，则代码会中止并显示以下消息：

amrex::abort::0::if running particle-only must specify fixed_dt in the inputs file !!!

耦合流体-DEM 模拟

在耦合流体-DEM 模拟中，流体时间步 dt 和粒子时间步 dtsolid 分别与仅流体和仅 DEM 模拟中计算相同。如果 dt < dtsolid，则粒子子时间步 subdt 设置为流体时间步，并进行一次粒子推进。但是，如果 dt > dtsolid``（通常是这种情况），则通过将 ``dt 除以 dtsolid 计算出 DEM 粒子与流体前进相同总时间所需的子步数 nsubsteps，并通过将 dt 除以 nsubsteps 计算出粒子子时间步。

int nsubsteps = 1;
amrex::Real subdt = dt;

if (dt > dtsolid) {
 nsubsteps = amrex::Math::ceil(dt / dtsolid);
 subdt = dt / nsubsteps;
}

以下输入使用 mfix 前缀定义。

Key	Description	Type	Default
max_step	最大时间步数	Int	-1
stop_time	到达的最大时间（秒）	Real	-1.0
fixed_dt	使用固定时间步长的标志	Int	0
cfl	CFL 约束（dt < cfl * dx / u） 如果 mfix.advection_type = MOL，则默认为 0.5 如果 mfix.advection_type = Godunov，则默认为 0.9 如果 mfix.fixed_dt = 1，则忽略	Real	见注释
dt_min	如果 dt 小于此值则中止	Real	1.e-6
dt_max	如果 fixed_dt 不为 1，则 dt 的最大值	Real	1.e14
tcoll_ratio	DEM 时间步长等于最小碰撞时间除以此值	Real	50.0
walltime_limit	以格式 HH:MM:SS 指定的运行时间限制。当运行时间几乎达到限制时（接近 是通过考虑每步所需的平均运行时间来计算的），则模拟结束并进行干净退出	String	“”
clean_exit	此输入表示一个文件的名称，如果在运行文件夹中找到该文件，则使代码停止 并进行干净退出	String	“”

在非稳态流动的情况下，当步数达到 max_step 或时间达到 stop_time 时，模拟将停止。

以下输入使用 mfix 前缀定义，仅在运行稳态模拟时相关。

Key	Description	Type	Default
steady_state	我们是否在运行稳态计算？	Int	0
steady_state_tol	检查是否达到稳态的容差 （如果 steady_state = 1，必须设置）	Real	None
steady_state_maxiter	收敛到稳态所允许的最大迭代次数	Int	100000000