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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 仿真模拟 » FLUENT & CFX » DPM设置
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cure727

铜虫 (初入文坛)
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DPM设置
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各位大佬，冒昧打扰，还请见谅
我想问一下有关DPM设置的问题，首先我想模拟的是人体对着某容器一次性呼出的颗粒物的轨迹以及两个出口的沉积量，模拟思路为稳态流场＋非稳态颗粒追踪，先将流场计算至收敛，再进行DPM设置，具体设置如下:
双向耦合，勾选update DPM source every flow iteration，DPM iteration interval设为20，开启非稳态颗粒追踪，颗粒时间步长为0.001，number of times steps设为45，最大时间步数设的很大(5×10的12次方)，step length factor默认为5，考虑萨夫曼升力，虚拟质量力，压力梯度力
injection设置:面注射，start time为0秒，end time为5秒，粒径为统一粒径5μm，注射速度为2.03米每秒，开启随机轨道模型
边界条件设置:入口为escape，两个出口均为trap，壁面为默认reflect
设置好以上后，直接进行计算
具体问题如下:
(1)颗粒时间步长下面的number of times steps是不是为了确保颗粒在每一时间步里收敛，应该设的大一些?
(2)粒子注射开始时间设为0可以吗？我的模型很小，长度也就20厘米的样子，所以注射时间差设为5秒合理么?
(3)原本流场已收敛，但是加入颗粒物之后，残差曲线突然上升很多，正常吗?是应该再计算算至稳定收敛即计算结束?
烦请各位大佬和同行可以解答一下，小弟在此感激不尽

DPM设置


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1楼 2021-12-01 09:58:32
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17854252951

新虫 (正式写手)
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设置的也不对啊，你这不是非稳态的设置吗

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7楼2021-12-01 11:58:56
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cure727

铜虫 (初入文坛)
引用回帖:
7楼: Originally posted by 17854252951 at 2021-12-01 11:58:56
设置的也不对啊，你这不是非稳态的设置吗

我设置的就是非稳态，稳态的流场+非稳态的颗粒追踪

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8楼2021-12-01 12:34:56
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xrs333

木虫 (正式写手)
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（1） 稳态流场＋非稳态颗粒追踪时的颗粒轨迹追踪过程：颗粒轨迹追踪方式为，每隔Number of Continuous Phase Iterations Per DPM Iteration个连续相迭代步数，DPM求解器对每个颗粒进行一轮包含一步或多步的轨迹计算。每一步，DPM求解器计算颗粒从当前状态（位置、速度、尺寸、温度等）起在积分时间（即一个颗粒时间步长）内的运动轨迹以及动量、质量和能量损益，并得到更新的颗粒状态。同时，在每一个颗粒时间步喷射一次颗粒。一轮轨迹计算得到的分散相颗粒的动量、质量和能量损益将在下一个连续相迭代步计入连续相源项。积分时间步长和每一轮的步数由用户给定。这样，随着连续相迭代的进行，颗粒将逐轮、逐步地向前推进。
  Particle Time Step Size（颗粒时间步长）：进行一步颗粒轨迹计算时对运动方程作时间积分的起止时长，即每一步轨迹计算中颗粒运动所持续的时间。
  Number of Time Steps（时间步数）：每一轮轨迹计算的步数。
（2）可以。合理么？不知道。
（3）必然的。正常么？不知道。应该何时结束？不知道。
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9楼2021-12-01 14:39:41
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cure727

铜虫 (初入文坛)
引用回帖:
9楼: Originally posted by xrs333 at 2021-12-01 14:39:41
（1） 稳态流场＋非稳态颗粒追踪时的颗粒轨迹追踪过程：颗粒轨迹追踪方式为，每隔Number of Continuous Phase Iterations Per DPM Iteration个连续相迭代步数，DPM求解器对每个颗粒进行一轮包含一步或多步的轨迹计算 ...

您好，谢谢您的回复
(1)相关理论看过您发的这个更加了解了一些，因为我前些天在网上看到一片有关时间步长的介绍，里面写到微米级别的颗粒运动时间步长一般为1－10毫秒级别，所以我设的1毫秒，但number of times steps还是不太懂，名义上是说每个颗粒运动时间步长里的迭代次数，是不是应该大一些保证收敛？
(2)懂了，谢谢您的回答
(3)既然合理的话，那我想问一下，我之前稳态流场残差设置的10的负6，必须将残差设置的更小才能继续计算(10的负7)，残差显示加入颗粒之后突然上升，残差曲线很奇怪，而且算的也很慢，几乎半天才动一点点，所以一直在犹豫是不是该继续算下去，或者若是设置的不对就可以及时止损

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10楼2021-12-01 15:32:11
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xrs333

木虫 (正式写手)
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10楼: Originally posted by cure727 at 2021-12-01 15:32:11
您好，谢谢您的回复
(1)相关理论看过您发的这个更加了解了一些，因为我前些天在网上看到一片有关时间步长的介绍，里面写到微米级别的颗粒运动时间步长一般为1－10毫秒级别，所以我设的1毫秒，但number of times st ...

求解设置可能对DPM模型的计算支出有影响。你的问题需要考虑萨夫曼升力，虚拟质量力，压力梯度力这几个力吗？他们的量级有多大？
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cure727
11楼2021-12-01 15:55:54
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cure727

铜虫 (初入文坛)
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11楼: Originally posted by xrs333 at 2021-12-01 15:55:54
求解设置可能对DPM模型的计算支出有影响。你的问题需要考虑萨夫曼升力，虚拟质量力，压力梯度力这几个力吗？他们的量级有多大？...

你好，再次感谢您的回复，其实这三个力也是看师兄师姐总选就跟着选上了，具体量级并未进行详细计算，刚刚看了help文档和一些有介绍到粒子受力方面的文献，发现对理论知识还缺乏一定的理解，其中三个公式中都投提到流体速度和颗粒速度，按理说我设的入口速度和颗粒的注射速度是一样的啊，所以按照公式计算岂不都等于零?还请大佬不吝赐教，指导一下小弟

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12楼2021-12-01 19:55:26
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xrs333

木虫 (正式写手)
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12楼: Originally posted by cure727 at 2021-12-01 19:55:26
你好，再次感谢您的回复，其实这三个力也是看师兄师姐总选就跟着选上了，具体量级并未进行详细计算，刚刚看了help文档和一些有介绍到粒子受力方面的文献，发现对理论知识还缺乏一定的理解，其中三个公式中都投提到 ...

通常拽力是主要的。你可以比较一下选不选那三个力时的颗粒轨迹，可以在稳态颗粒追踪方式下比较，但比较时要把湍流随机模型关掉。
非稳态颗粒追踪时要注意颗粒包（parcel）数，它太大时计算支出会非常大。
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13楼2021-12-01 20:32:14
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cure727

铜虫 (初入文坛)
引用回帖:
13楼: Originally posted by xrs333 at 2021-12-01 20:32:14
通常拽力是主要的。你可以比较一下选不选那三个力时的颗粒轨迹，可以在稳态颗粒追踪方式下比较，但比较时要把湍流随机模型关掉。
非稳态颗粒追踪时要注意颗粒包（parcel）数，它太大时计算支出会非常大。...

您好，谢谢您的回复
我最近大概确定了一下，由于我的颗粒密度远大于流场(空气)密度，所以虚拟质量力暂不考虑，由于入口处的速度较大，并且速度衰减很明显，所以考虑了压力梯度力和萨夫曼升力。
至于您说的注射的parcel数，因为我选择的是面注射，面网格数量为2000多，每次注射2000多个parcel，而我若想模拟2秒的总时间，颗粒注射时间步长暂时打算取0.0秒，追踪步数的确不能取太大，否则parcel数量太过庞大

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14楼2021-12-06 10:54:41
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xrs333

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14楼: Originally posted by cure727 at 2021-12-06 10:54:41
您好，谢谢您的回复
我最近大概确定了一下，由于我的颗粒密度远大于流场(空气)密度，所以虚拟质量力暂不考虑，由于入口处的速度较大，并且速度衰减很明显，所以考虑了压力梯度力和萨夫曼升力。
至于您说的注射的pa ...

每次2000个parcel是很多的，非稳态追踪parcel数很快就很庞大。建议surface injection不直接使用face zone，而是另外建一个surface，用 bounded surface with sample points方式。这样parcel数才好控制。
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15楼2021-12-06 18:29:41
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dpmer

金虫 (初入文坛)
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10楼: Originally posted by cure727 at 2021-12-01 15:32:11
您好，谢谢您的回复
(1)相关理论看过您发的这个更加了解了一些，因为我前些天在网上看到一片有关时间步长的介绍，里面写到微米级别的颗粒运动时间步长一般为1－10毫秒级别，所以我设的1毫秒，但number of times st ...

Number of Time Steps（时间步数）：每一轮轨迹计算的步数。
这个参数还是不太懂，名义上是说每个颗粒运动时间步长里的迭代次数，是不是应该大一些保证收敛？
请问楼主有理解了吗
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16楼2022-02-23 16:49:38
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dpmer

金虫 (初入文坛)
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12楼: Originally posted by cure727 at 2021-12-01 19:55:26
你好，再次感谢您的回复，其实这三个力也是看师兄师姐总选就跟着选上了，具体量级并未进行详细计算，刚刚看了help文档和一些有介绍到粒子受力方面的文献，发现对理论知识还缺乏一定的理解，其中三个公式中都投提到 ...

我觉得在流动过程中，两相的速度不一定相等，存在相对速度，这时这些力就不为零了
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17楼2022-02-23 16:50:50
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zhang--pen

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加入颗粒之后，残差曲线上升很正常。
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18楼2022-03-07 13:59:19
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dpmer

金虫 (初入文坛)
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小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
18楼: Originally posted by zhang--pen at 2022-03-07 13:59:19
加入颗粒之后，残差曲线上升很正常。

Number of Time Steps（时间步数）：每一轮轨迹计算的步数。
这个参数还是不太懂，名义上是说每个颗粒运动时间步长里的迭代次数，是不是应该大一些保证收敛？
请问你有什么见解吗
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19楼2022-03-08 08:39:11
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6号枫木塔2楼
2021-12-01 10:00   回复  
cure727(金币+1): 谢谢参与
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zhuhuawe3楼
2021-12-01 10:01   回复  
cure727(金币+1): 谢谢参与
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tzynew4楼
2021-12-01 10:02   回复  
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卓耿1235楼
2021-12-01 10:03   回复  
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冰山雪莲灯6楼
2021-12-01 10:06   回复  
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