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细说nanoFluidX中的粒子类型

作者: Simwe    来源:Altair    发布时间:2018-05-02    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

4月19日,来自各行各业的nanoFluidX粉丝聚集在上海,共同讨论了这款粒子法求解器的背景理论和工程应用,并在第二天组织了nanoFluidX的公开培训,让大家接触了模型前处理、求解器设置、结果后处理这一套完整的仿真流程。

会议发言材料我们已经在本周相继为大家发送,如仍想索取资料,可扫描下方二维码:

nanoFluidX有几种粒子类型?

这或许是大家最关心的问题。可能大家会不自觉地把传统CFD求解器中需要设置的边界条件和粒子类型等同起来,这样的类比有助于我们理解粒子法求解器的设置,但也不完全正确。

我们先来回忆一下传统CFD方法中是怎么定义的。一般来说,网格法求解器会涉及到Surface和Volume的概念,在体网格中定义固体或流体的材料属性,在面网格中定义入口、出口、壁面等边界条件。然而,在粒子法求解器中,完全不存在面和体,只有粒子这一个定义对象。nanoFluidX把不同的粒子类型称为phase,在每个phase的定义中,包含了上面提到的所有信息。

具体来说,nanoFluidX中有四种不同的粒子类型: WALL,MOVINGWALL,FLUID和MASSFLOW。我们可以简单地理解为:所有的流体粒子都属于FLUID类型,所有的固定不动的固体粒子都属于WALL,所有运动的固体粒子都属于MOVINGWALL,而MASSFLOW是一类不参与计算、只进行流量统计的特殊粒子。听完这一句话介绍,大家能否根据下面这张图,把不同颜色的粒子分别对号入座呢?

答案揭晓:
空气Air和油Oil粒子都属于FLUID类型,一对齿轮Gear1和Gear2的粒子属于MOVINGWALL类型,外壳Housing粒子属于WALL类型。答对了吗?

一共3种粒子,我们却用了5种颜色以示区分,那么问题来了,同样类型的粒子,需要分在不同的phase中吗?或者说,分组的依据究竟是什么?其实,最简单的理解就是,需要设置不同参数的粒子,必须分在不同的phase中。这就需要我们对每种phase对应的参数有一定的了解了。
➡ 对于WALL来说,如果不涉及热分析,那么原则上我们可以都整理在一起;
➡ MOVINGWALL比较重要的是定义运动类型和运动规律,那么运动规律不同的粒子就需要区别对待了。比如上图中的齿轮对,转动方向不同,因此要分在不同的phase中分别定义。如果是具有多个转轴的复杂模型,那么需要分成更多的phase;
➡ FLUID粒子最重要的定义项是物性参数,也就是我们通常讲的密度和粘度,油和空气的物性参数不同,因此也需要定义在不同的phase中。
 
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