Fluent DPM模型配置与颗粒轨迹追踪解析

"本文档是关于Juniper EX4300交换机的配置指南，主要涉及的是网络设备配置和多相流模拟软件FLUENT的使用，特别是分散相模型的设置和颗粒轨迹追踪功能。" 在多相流模拟领域，FLUENT是一款广泛使用的计算流体力学(CFD)软件，它能够处理复杂流动问题，包括多相流。在描述的配置中，FLUENT提供了两种并行计算模式来处理DPM（离散相模型）：共享内存模式和消息传递模式。 共享内存模式适合于共享内存多处理器系统，允许使用工作堆栈算法并指定最多与处理器数量相当的线程数。在这种模式下，主进程负责全部颗粒计算，因此需要有足够的内存来支持。然而，当使用DPM模型时，不能同时使用共享内存模式与多相流模型，如VOF、混合物模型或Euler模型。 相比之下，消息传递模式适用于分布式内存集群，也可以在共享内存系统上使用。计算节点上的独立进程处理局部区域的颗粒，颗粒间的交互通过消息传递机制实现。这种模式不强制对主节点有特殊硬件要求，且支持在主节点或分布系统上并行显示颗粒轨迹。两种模式之间可以灵活切换。 FLUENT的后处理功能强大，尤其在分散相计算方面，可以追踪颗粒轨迹、显示相间交换项、生成分散相浓度图、提供文本报告、进行分散相采样以及统计柱状图的绘制，还有分散相的汇总报告。颗粒轨迹追踪的设置和控制通过Particle Track面板完成，允许用户选择要追踪的颗粒来源。 在多相流中，FLUENT还模拟质量传递和组分输运。质量传递的源项、常速率单向质量传递模型可以通过UDF(User Defined Functions)自定义，而气穴模型的细节可在Fluent的用户指南相应章节找到。分散相模型（DPM）是一种处理弥散多相流的数值方法，采用欧拉方法处理连续相，拉格朗日方法处理分散相，实现双向耦合求解。DPM通常假设颗粒间相互作用和颗粒体积对连续相影响可以忽略，适用于颗粒体积分数较小的情况。 在DPM模型中，颗粒运动方程描述了颗粒的运动轨迹，考虑了惯性、重力、浮力和阻力等多种力的影响。颗粒受力分析包括附加力、压力梯度产生的效应、“虚质量”力、Basset力和Magnus力等，这些力在颗粒运动中扮演重要角色。 总而言之，这个配置指南涵盖了网络设备配置的基本知识，同时深入介绍了FLUENT软件在多相流模拟中的应用，特别是对于颗粒轨迹的追踪和分散相模型的使用。这对于理解和优化工业过程中的颗粒流动问题非常有价值。