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5.6包括用于蒸发液滴的专用功能,更轻松地使用材料定义粒子材料特性的节点,并牛顿,忽略互动配方以模拟粘性流体中的小颗粒。在下面阅读有关粒子追踪功能的更多信息。

液滴蒸发

专用液滴蒸发现在,节点可以用来将模型颗粒作为液滴处理,这些液滴在周围气体中蒸发。根据液滴表面的饱和蒸气压和液滴蒸气的扩散系数计算出蒸发速率。这液滴蒸发节点支持简化的Maxwell扩散模型,更详细的Stefan – Fuchs模型,以及直接指定蒸发常数的选项。

通常,根据周围气体的温度,蒸发液滴接近稳态温度(称为湿泡体温度)。如果您知道稳态温度,则可以直接指定。另外,如果您使用Stefan-Fuchs蒸发模型并解决颗粒温度,则可以对液滴加热周期以及稳态蒸发进行建模。当周围空气比释放到其中的液滴要热得多时,这可能很有用,因为加热时间可能代表了总液滴寿命的很大一部分。

水滴分散到盒子内建模的周围空气中,较大的液滴为红色,较小的液滴为蓝色。 水滴蒸发在周围空气中被带走时。粒度和颜色表达与颗粒质量成正比。

物质的粒子特性

在里面粒子跟踪流体流动界面,粒子材料的特性现在可以从一个材料节点而不是直接指定。这种更改使材料库可以在粒子跟踪模型中更有效地使用。当几个不同的力使用相同的材​​料属性时,它也会摆脱一些冗余:您只需要一次指定此属性即可。

默认情况下,每个粒子跟踪流体流动模型需要指定粒子密度。根据模型添加了哪些其他力和其他功能,也可能需要其他材料属性。例如,介电性力量域条件需要粒子相对介电和电导率。这些将自动从用于定义颗粒密度的相同材料中获取。您还可以选择将任何物质属性用户定义,而不是从材料库中获取。使用新的液滴蒸发将模型颗粒视为蒸发液滴的节点,您也可以从另一个蒸气相中获取蒸气相的性能材料节点。

coms188金宝搏优惠ol Multiphysics版本5.6 UI显示了层状混合器模型的粒子属性设置,该设置显示在图形窗口中。 典型的用法,其中从材料库的内置石英玻璃中获取粒子密度。

用于追踪流体中的小颗粒的新公式

可以使用新的粒子跟踪公式粒子跟踪流体流动界面。叫做牛顿,忽略惯性术语配方,它求解了粒子位置的一阶方程,同时假设阻力抵消了颗粒上的所有其他力。本质上,当颗粒首先插入流体中时,这忽略了粒子的加速度。

通常,您需要用颗粒直径的平方解决粒子加速度所需的时间步长。结果,对非常小的颗粒(约合数十万或更小的量,取决于流体)的全面惯性处理需要极少的时间步骤,并且进行研究可能会变得相当慢。新的牛顿,忽略惯性术语公式可以在不产生任何其他数值不稳定的情况下采取更大的时间步骤。您可以在血小板与红细胞的介电性分离层状静态搅拌机中的粒子轨迹楷模。

coms188金宝搏优惠ol Multiphysics版本5.6 UI显示了使用牛顿的流体流界面设置的粒子跟踪,newtonian忽略了惯性术语公式和图形窗口中的层状混合器模型。 物理接口设置和方程式显示牛顿,忽略惯性术语选择公式。

数量密度计算

新的数量密度计算功能可用于计算模拟域内粒子的数量密度。密度在每个域网格元件上平均。

带有气体分子的RF耦合器模型显示为黑色球体,数量密度可视化为红色至绿色颜色梯度的切片图。 RF耦合器中的气体分子。数量密度以对数刻度的几何形状中间显示为通过几何中间的切片图。最高的数量密度是分子进入几何形状的左端(红色)。

改善对流加热和冷却

在求解颗粒温度时,现在有两种不同的方法将对流加热或冷却到颗粒上。首先,您可以指定传热系数H直接地。另外,指定粒子nu,nu和流体的导热率k;然后将自动计算传热系数。

质量,温度和其他变量的随机抽样

当您对粒子上的辅助依赖性变量初始化时,您可以根据comsol Multiphysics进行确定性或新的初始值进行采样188金宝搏优惠®版本5.6,随机。使用随机选项时,您可以从内置的正常,对数正态或统一分布中进行采样。为了粒子跟踪流体流动界面,您还可以从这些分布中采样初始粒子质量或直径。采样直径时,有一个内置选项可以进入索特平均直径,这是描述气溶胶颗粒尺寸分布的常见方法。索特平均直径以及其他用于描述粒度分布的新变量,也可以在后处理中获得。

一系列不同尺寸和色调的红色和蓝色圆圈,代表颗粒。 颗粒以对数正态分布释放。在comsol多物理学中设置这样的分布要容易得多188金宝搏优惠®版本5.6比软件的先前版本中。


均匀分布的更轻松的采样

当您对粒子上的辅助依赖性变量初始化时,如果初始值是从统一分布中采样的,则现在指定分布中的最大值和最小值。以前,有必要指定平均值和标准偏差。这也适用于粒子质量和直径的初始值粒子跟踪流体流动界面。

改进空间充电有限的排放多物理耦合

空间充电有限排放多物理耦合节点,与带电的粒子跟踪界面,具有显着的稳定性提高和性能升级。与以前的版本相比,此功能使用较少的自由度,并且在2D轴对称模型中,此功能的准确性也显着提高。您可以在皮尔斯电子枪儿童法基准楷模。

速度偏移的速度偏移

热重新排放节点会导致分子吸附到表面上,然后以热速度分布释放回模拟域,现在允许您设置壁速度。当在旋转的参考框架中追踪粒子时,有一个内置选项可以通过参考框架速度抵消墙壁速度,从而有效地使壁固定在相对于惯性(或实验室)框架。您可以在已更新的涡流分子泵模型。

电离节点改进

电离节点,添加到碰撞节点在带电的粒子跟踪界面已得到改进。现在,您可以单独控制每种电离反应后释放的原代电子,二级电子和电离物种。

粒子碰撞的蓄能器

在蒙特卡洛碰撞模型中带电的粒子跟踪界面,您现在可以定义一个域变量(称为累积变量),粒子每次与背景气体发生碰撞时都会有助于该变量。这有效地使您可以跟踪整个模拟域中碰撞的数量密度。

粒子碰撞蓄能器的模型,带有许多灰色正方形和彩虹线穿过它们。 彩色线在稀有背景气体中显示粒子。它的颜色表达与打击的气体分子数量成正比。每次发生碰撞时,它都会增加碰撞发生的网格元素中累积变量的值,这是灰度场表明的。

新的和更新的教程模型

188金宝搏优惠comsol多物理学®5.6版为该版本带来了新的“ Pierce Electron Gun”教程带电的粒子跟踪界面和用于建模真空系统的“涡轮分子泵”教程的显着改进。

皮尔斯电子枪

带有红色,洋红色,绿松石和蓝色的灰色背景的皮尔斯电子枪的模型。 皮尔斯电子枪中的电子从阴极(底部)开始,并在到达阳极(顶部)时加速。背景轮廓(光束内的完美水平)显示了电势,而流线显示了电场的方向。

应用程序库标题:
Pierce_Electron_gun
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涡流分子泵

1D图显示了蓝色虚线中的最大压缩率和红色虚线中的最大速度因子。 更新的涡轮分子泵模型显示了泵的最大压缩率和速度因子,这与更新版本中的文献更好。

应用程序库标题:
turbomolecular_pump
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