如何将一些固体particles的体积整合成一个球形的有效parcel

[zhe]

大家好,目前遇到一个难题,希望有经验的朋友给予指导.我想将一个网格内的所有固体粒子整合(也就是得到它的想分数)后,通过球体体积公式得到一个有效半径.这其实有点儿像MPPIC里把一定数量的粒子规定为一个parcel.不同的是我希望这个parcel是球形的,可用来计算半径的.谢谢大家!

[李东岳]

把网格内所有颗粒的体积求出，加和，然后反求球的半径？

[星星星星晴]

你好，我想和你确认一下你的问题
请问：

1. 瞬时的还是统计上的？
   是这一 lagrangian timestep内这个cell中的Equivalent parcel diameter ？
   还是euler timestep 的Equivalent parcel diameter？
   还是你要得到这个一cell中统计学上的Equivalent parcel diameter？即over time
   还是你需要生成一个新的Equivalent parcel代替原本cell中的parcel？
   如果你给这个parcel的直径的话，of应该默认是球形的parcel吧？

[Jacob Z]

@李东岳 李老师，怎么求解并输出随时间变化的单元网格内颗粒的总体积呢？

[zhe]

@李东岳 网格里的体积可以通过得出,因为MPPIC本身就是在通过alpha进行耦合.在得到总网格内固相粒子的总体后,怎么可以得出一个有效球体的半径呢?

[zhe]

@星星星星晴 谢谢回复.我需要生成一个新的Equivalent parcel代替原本cell中的parcel,在一个网格里,我不考虑原本粒子的位置,而只想要通过一个有效球体来代替网格内粒子的情况.这中间是等于把所有粒子平均化了,所有属性(比如:速度,密度)都是一样的.这个有效球体可以是以网格中心为原点,因为原点的速度什么的可以通过Euler插值给出,节省计算量.不知道我的想法是否可行?

[星星星星晴]

@zhe 在 如何将一些固体particles的体积整合成一个球形的有效parcel 中说：

间是等于把所有粒子平均化了,

1. 如果你需要实现equivalent parcel我个人建议使用cloudfunction 来实现这样的功能，而且你需要remove 原来的parcel，在某个cloudfunction中有remove function 你可以借鉴一下。生成equaivalent parcel 需要你得到所有cell中的parcel信息，剩下就简单生成了，而且你生成的equivalent parcel 的大小也是一个问题，和cell size的关系是什么？

2. 如果不考虑粒子的位置是不可能的，如果没有位置的话，就不可能tracking了啊，这就导致了以后所有的parcel的位置就在cell中心点，make no sense。我个人感觉如果按照你这个想法，不久应该是流场里面有无数个静止小球，只要对应的静止小球有相对应的relative velocity就可以了，不需要Euler Lagrangian模拟了

不知道你具体的case是什么样的，以上仅凭个人经验判断的，希望能没理解错你的意思，祝好运~

[zhe]

@星星星星晴 您说的对,这个应该是cloud层面的.我的想法主要是用来改善目前MPPIC中的interparticle stress.目前的这个用stress表达的并不准确,并且误差很大.如果换成纯粹的DPMFoam,那么就增大了很多计算量.所以我想,在MPPIC上,将每个网格里的粒子当做一个有效球体,与想要进入网格的粒子进行碰撞.那么也就是说,粒子本身还是parcel层面的,这样才能追踪;但同时,在进入别的网格时受到的碰撞效果由整个网格里的有效球体来实施.碰撞力根据DPM来.这样粒子就能避免目前MPPIC的inter-particle stress带来的误差.这样的话,算不算抹去了原本粒子呢?或者说原本位置上的粒子是有的,但是没有相互作用力,是不是更准确些?

[zhe]

@Jacob-Z 你好,如果是用OpenFOAM里的求解器,那么可以直接加一行就能用求出网格内总体积分数,那么总体积也就知道了.在DPMFOAM.C或其他主程序文件中.

不知道能不能帮到你,你可以试试啊.

[星星星星晴]

@zhe 如果我理解的没错的话，你并不是想要生成一个‘真’parcel在cell中，而是在cell中心点生成一个等效parcel，然后让真parcel来碰撞你的等效parcel，但是等效parcel是相较而言静止在cell中心点的，等效parcel的properties 是根据cell中现存的parcel的properties做平均？

[zhe]

@星星星星晴 是的.并不是形成正式的粒子,那样就完全没有意义. 是一个虚拟的等效球体, 您觉得这样的情况可以形成吗?

[星星星星晴]

@zhe 这个没问题的，不过你用的是什么碰撞模型 deterministic 还是O Rouke

[zhe]

@星星星星晴 DEM的碰撞模型,Cundall and Strack (1979). 这个应该也叫Damped Hertzian Spring.

[星星星星晴]

@zhe 我可能问的不太仔细，你看一下sprayCloud里面的 stochastic collision model，就是Orouke model， 和你想用的比较像，但是他是在cell中寻找另两个真parcel，你把真p1和真p2 其中的一个换成假parcel即可。

我们这边用的是这个模型
Influence of inter‐particle collisions and agglomeration on cyclone performance and collection efficiency
Oscar Lino Sgrott Júnior Martin Sommerfeld
还有
Validation of a stochastic Lagrangian modelling approach for inter-particle collisions in homogeneous isotropic turbulence
Martin sommerfeld
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301932201000350

我们也是生成一个假parcel，pp碰撞

[星星星星晴]

@zhe 你看一下 deterministic 和 stochastic 区别， 你用的类似spring model，是处理碰撞结果的，软球模型还是硬球模型。
deterministic 和stochastic 是偏向于如何tracking的

[zhe]

@星星星星晴 好的,谢谢.我看一下sprayCloud,然后有问题再请教您,感谢!

[Jacob Z]

@zhe 感谢回复！我是用的CFDEM，不知道您了不了解怎么实现这个功能呢？ 另外一个题外话，你们使用DPM，MPPIC 模拟parcel与parcel（实际存在or假定存在）相较于CFDEM的4-way coupling优势是啥呢？ 可以讨论一下吗？ 谢谢啦

[zhe]

@星星星星晴 您好,首先谢谢回复.我看了spray里的stochastic collision model, 对于里面的code不知道理解对不对,希望您指正.像图里看到的,对于P1和P2的定义,是分别落在不同的cell[i] 和cell [j]里吗?那么这两个粒子都是虚拟的吗?

[星星星星晴]

@zhe 不是，这个是一个cell中选取两个真parcel，我个人觉得你的想法和这个模型比较相像，有些地方你可以借用一下~

[zhe]

@Jacob-Z 不好意思,我没用过CFDEM,不好对它有什么说法.但是对于它们的比较的话,你可以直接在论坛上搜索"DEM和DPM"这个题目.很多有见地的总结在里面.希望能帮到你.