Fluent DPM模型颗粒追踪方式讨论
最近在做的项目需要使用DPM模型，于是找了一些资源来了解，如：官方案例19选择催化还原、用户手册、理论手册等。由于我本人做过开源的DPM模型，本以为会轻松上手，但没想到对Fluent的DPM模型越看越迷糊，今天腾出些时间做了一个案例来研究DPM模型设置页面的某些参数的意义，整理如下。
DPM模型即多相模型，流体视为连续相，以欧拉观点求解；颗粒视为离散相，以拉格朗日观点求解即跟踪每个颗粒。以往我做过的开源DPM模型中，两相均为瞬态求解，即都需要时间项，研究两相随时间的演化过程。然而Fluent中这两相均可设置为稳态和瞬态，互相组合即为以下四种，
流体瞬态，颗粒瞬态
流体瞬态，颗粒稳态
流体稳态，颗粒瞬态
流体稳态，颗粒稳态
第1种是最好理解的，也是传统的CFD-DEM模型的思路，一般颗粒的时间步比流体小，计算若干步颗粒的运动再与流体耦合一步；
第2种流体每更新一个时间步（更新不同于迭代，需要经过若干次迭代才能更新一步），则预测颗粒在该过程终了时刻的状态；
第3、4种是我着重关注的。流体稳态会在General页面设置，而颗粒追踪方式则在DPM模型设置页面中，如下图，流体每计算10个迭代步就要耦合一次颗粒的计算结果。图中颗粒为非稳态即瞬态追踪，其中Particle Time Step Size与Number of Time Steps需要用户给定，而后者的含义困扰了我很久，今天通过改变这个参数观察了计算结果。
算例很简单，颗粒从入口注入容器，流体设置为稳态求解，流体共计算300步（这里的步指的是迭代次数），DPM模型设为每10步耦合一次，如上图。首先考察颗粒非稳态追踪，颗粒时间步长设为0.001s，总结如下表
Number of Time Steps 1 10
结果中的颗粒停留时间 0.03s 0.3s
可以看出，颗粒共被计算了30次，每次轮到计算颗粒时，若NT=1，则只计算1个颗粒时间步，故一共更新了0.03s；NT=10，则会在当前流场下计算颗粒在10个时间步内的变化，故停留时间最终为0.3s。两种情况下，很明显，颗粒最终所处位置距离出口的远近也完全不同。个人认为，NT设的越大，越不利于两者的耦合计算收敛。
颗粒设为非稳态追踪的话，颗粒最终的状态取决于计算的时间步以及所设置的Max Number of Steps，即颗粒不会呈现完整的、稳态时的分布。而设为稳态追踪的话，即使只计算了几步，计算结果的颗粒轨迹图也会充满整个流场，即呈现出稳态的结果。
以上均是从今天的计算案例中获得的一些感悟，除此之外，还了解了关于injection的一些设置，如下图
Type选为Surface，则颗粒从所选的表面注入模拟体系。注入的颗粒数是注入面网格数的整数倍！这可以从以下两个对比图看出，
例如我的注入面共18个面网格，共追踪的颗粒数为180。由于我设置了粒径分布，且共存在10种粒径，那么每个面网格注入了10个不同粒径的颗粒。
该算例的链接为
链接：https://pan.baidu.com/s/1mEkcnXst53hRc1MQm9Z68w?pwd=6ege
提取码：6ege
