粒子跟踪模块更新

对于粒子跟踪模块的用户,comsol多物理学188金宝搏优惠®版本5.3a带来了一种新的无效碰撞方法,用于碰撞粒子,随机颗粒释放时间和新的基准教程模型。浏览下面粒子跟踪模块中的所有新功能。

零碰撞法

碰撞功能带电的粒子跟踪现在,界面支持一种无效的碰撞方法,用于对离子,电子或分子与稀粉气体之间相互作用的蒙特卡洛建模。NULL碰撞方法能够在求解器采取的单个时间步中对每个粒子的多个碰撞进行建模。它还具有有限的功能来说明时间步骤内碰撞频率的变化。该方法为能量颗粒的模拟提供了最大的好处,其速度比背景气体的热速度大得多。


来自离子漂移速度基准教程模型的图。 不同手动时间步长大小的离子漂移速度基准模型的相对误差。在此示例中,零碰撞方法始终是更准确的碰撞检测算法,但是对于大时间步长而言,差异最为明显。 不同手动时间步长大小的离子漂移速度基准模型的相对误差。在此示例中,零碰撞方法始终是更准确的碰撞检测算法,但是对于大时间步长而言,差异最为明显。

随机颗粒释放时间

除了指定粒子释放时间列表外,您现在还可以选择粒子释放时间的均匀,正常或对数正态分布的分布,该分布可以是随机或确定性的。例如,正态分布允许更多的颗粒释放到平均释放时间,而在时间值远离平均释放时间的较小粒子。



颗粒在入口的随机位置释放,以使其正常释放时间分布。颜色表示从平均释放时间开始的时间(红色颗粒更接近平均释放时间,而蓝色颗粒远离平均值)。如预期的那样,更多的颗粒被释放到平均释放时间附近。

重复使用消失的颗粒以进行继发发射

在具有继发粒子发射的模型中,您现在可以回收研究中早期消失的颗粒的自由度。这样可以节省大量的内存,其中粒子在快速连续的过程中多次产生粒子并消灭了很多次。

更灵活的周期性电力和磁力

现在,您可以定义周期性但不谐波的电力和磁力。在设置中电力或者磁力节点,选择周期性来自场的时间依赖性列表。使用此新功能,如果您运行瞬态模拟以在一个周期内计算电场或磁场,则可以在任意多个周期内轻松地在场中的粒子跟踪颗粒。


来自CCP离子能量分布函数教程模型的图。

在血浆模拟中,电势通常是周期性的,但不是时间谐波。以上是教程CCP离子能量分布函数的潜力,该函数需要等离子体模块,并且是比较时间谐波的电位。周期性电力和磁力的新设置与此类通用周期性场更兼容。

在血浆模拟中,电势通常是周期性的,但不是时间谐波。以上是教程CCP离子能量分布函数的潜力,该函数需要等离子体模块,并且是比较时间谐波的电位。周期性电力和磁力的新设置与此类通用周期性场更兼容。

应用程序库路径:
plasma_module/cacacitivery_coupled_plasmas/ccp_ion_energy_distribution_function_function_function

边界的粒子速度的热分布

现在,您可以通过基于壁温的热分布对粒子的速度进行采样,从而在边界处释放颗粒或重新初步粒子速度。与其他可用的颗粒壁相互作用(例如散射或镜面反射)不同,新的热重新排放边界条件从分布中采样粒子速度,而不仅仅是速度矢量的方向。

可以使用此功能的两个变体。使用热速度分布,可与进口特征,以​​从分布中释放出颗粒速度。或者,使用热重新排放壁条件以模拟在边界上吸附的分子,然后根据表面温度立即以不同的速度重新进入域。


分子的动画被吸附在表面上。

基于圆柱形和六边形坐标的基于网格的释放

现在,您可以在使用时从圆柱形或六边形网格中释放粒子从网格释放特征。您可以控制圆柱分布的中心和方向,不同的径向位置的数量以及角度的数量。

三个基于圆柱网格的分布。

可以指定基于圆柱网格的分布,并在网格点的环(左)之间均匀缝隙,缩放到近似均匀的空间数密度(中间)或用户定义的半径(右)。

可以指定基于圆柱网格的分布,并在网格点的环(左)之间均匀缝隙,缩放到近似均匀的空间数密度(中间)或用户定义的半径(右)。
三个基于六边形网格的分布。

从左到右:包含两个,五个和十个戒指的六边形网格。

从左到右:包含两个,五个和十个戒指的六边形网格。

新基准模型:湍流通道流中的粒子分散

该教程模型展示了当颗粒通过湍流流动流动时发生的一些现象。流体速度是使用雷诺平均的Navier-Stokes(RANS)模型计算的,结果,流动的单个涡流未明确建模。为了将这样的流场与粒子追踪模拟相结合,并且仍然解释了湍流分散体,使用了连续的随机步行(CRW)模型。CRW模型基于流体的湍流动能和湍流耗散速率,在随机方向上拖动颗粒上的阻力。

此示例显示了壁区域中的不均匀,各向同性湍流如何影响颗粒运动。足够高的惯性的颗粒倾向于群靠近壁,因为它们在流动中的不同涡流之间交叉。为了显示粒子惯性如何影响通道下游粒子的分布,在六个不同的stokes数值上运行了参数扫描。将结果与已发表文献的直接数值模拟(DNS)数据进行比较。

来自湍流通道流基准模型中粒子分散的六个直方图。

粒子位置在粘性单元中的直方图。y的较小值+对应于靠近通道壁的位置。

粒子位置在粘性单元中的直方图。y的较小值+对应于靠近通道壁的位置。

应用程序库路径:
prentar_tracing_module/fluid_flow/flow_channel_turbulent_dispersion