Volupe logo

Blog berichten Volupe

Analyse van deeltjes op een kleefgrens met behulp van grensbemonstering in Simcenter STAR-CCM+

In de blog post van deze week zullen we Lagrangiaanse post-processing onderzoeken en meer specifiek de functie van boundary sampling. We zullen het gebruiken om deeltjes te volgen die tegen een muur met een stick-randvoorwaarde botsen en een voorbeeld geven van hoe de gegevens van deze deeltjes te analyseren.

Het opzetten van de grensbemonstering

Boundary sampling is een manier om Lagrangiaanse deeltjes en hun interactie met specifieke grenzen te volgen en kan gebruikt worden als een alternatief voor het gebruik van track files. In tegenstelling tot het gebruik van track files (die gebruikt worden om uw partikelsporen op te slaan in standalone bestanden) stelt de boundary sampling functie u in staat om de progressie van partikeleigenschappen te volgen terwijl uw simulatie loopt, zonder dat u de simulatie hoeft op te slaan of track files hoeft te laden. Dit kost natuurlijk extra geheugen, dus het is aan te raden deze functie met voorzichtigheid te gebruiken voor gevallen met een groot aantal deeltjes. Het is belangrijk om te weten dat de grensbemonsteringsmethode alleen de laatste Lagrangiaanse stap opslaat, wat betekent dat u de waarden die u interesseren in de gaten moet houden om het historische verloop te zien. Omdat grensbemonstering gegevens alleen lokaal opslaat, kan het ook niet worden gebruikt om trajecten weer te geven.

Om een geval met grensbemonstering op te zetten, gaat u naar uw Lagrangiaanse Meerfasemodellen en vinkt u het vakje voor grensbemonstering aan.

Lagrangiaanse fasemodellen selectie

Boundary Sampling activeren

Eenmaal geselecteerd verschijnt er een knooppunt Grensbemonstering onder de Lagrangiaanse Meerfasemodellen-map. Hier geeft u de scalaire en/of vectorveldfuncties op die u wilt bemonsteren en ook de grenzen waar u uw gegevens wilt opslaan. In dit geval willen we de diameterverdeling analyseren van deeltjes die een stokgrens raken. Sommige eigenschappen zijn standaard geselecteerd, zoals Percel Index, Particle Count en Time, maar naast deze willen we nu ook de scalar "Particle Diameter" selecteren. In dit geval willen we deze deeltjesgegevens bemonsteren op een grens die "sample_wall" heet en deel uitmaakt van ons "Body 1" gebied. Nu zijn we klaar met het instellen van de boundary sampling.

Eigenschappen grensbemonstering

Analyse van deeltjes op stokgrenzen

Een probleem met de stick boundary condition is dat deze de percelen die interageren met de grens beëindigt, wat betekent dat u niet langer in staat bent om de eigenschappen van deze percelen te evalueren of te visualiseren. Er is echter een workaround voor dit probleem, die we hieronder zullen uitleggen.

De methode is gebaseerd op een in Simcenter STAR-CCM+ ingebouwde injector-functionaliteit met de naam "Parcel Transfer Injector". Het conceptuele idee achter de methode is om alle percelen die aan onze steekproefgrens kleven, over te brengen naar een postverwerkingsfase met gebruikmaking van een kleefcriterium.

Methode voor overdracht van percelen:

  1. Kopieer de Lagrangiaanse fase die je volgt en plak een nieuwe identieke fase in de fysica continua. Geef de nieuwe fase een passende naam, b.v. "evaluatie".
    Het kopiëren van Lagrangiaanse fasen
  2. Maak een nieuwe injector. Kies "evaluation" als de Lagrangiaanse fase en "Parcel Transfer Injector" als Type. Kies je belangrijkste Lagrangiaanse fase als Input. Wat we hier doen is in feite STAR-CCM+ vertellen dat wat we introduceren (of injecteren) in onze evaluatiefase gebaseerd is op output van "Fase 1".
    Pakket overdracht injector
  3. Ga onder "Injector > Injectornaam > Waarden > Overdrachtscriterium" naar de editor en typ ${StuckMark} (zie afbeelding hieronder). Dit is een verwijzing naar de veldfunctie "Parcel Stuck Mark" die aangeeft of een Lagrangiaans perceel vastzit (1) of niet (0) op een stick boundary. Dit betekent dat alle pakketjes in de hoofd-Lagrangiaanse fase die vast komen te zitten op de stick boundary overgebracht zullen worden naar deze secundaire Lagrangiaanse fase (evaluatie genoemd).
    Overdrachtscriterium
  4. Nu kunt u de "evaluatie" fase gebruiken om de deeltjes die op uw bemonsteringsgrens zijn blijven steken na te bewerken en te analyseren. Hieronder ziet u een voorbeeld van hoe u een histogram plot kunt gebruiken om naar de deeltjesdiameter verdeling te kijken.

    Histogram eigenschappen

    Histogram eigenschappen

    Deeltjesdiameterverdeling

Met deze methodologie kunt u natuurlijk ook spelen met bv. afgeleide delen, zoals drempels, om specifieke delen van uw overgedragen gegevens te analyseren.

 

Wij bij Volupe hopen dat deze blog post nuttig was om te laten zien hoe u kunt werken met boundary sampling en grenzen kunt vasthouden. Als u vragen of opmerkingen heeft, kunt u die altijd sturen naar support@volupe.com.

 

Auteur
Johan Bernander

Johan Bernander, M.Sc.
support@volupe.com
+46 702 95 18 31

 

 

Meer blogberichten

nl_BEDutch