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离散格式设置模块手册

1. 模块概述​

模块名称：离散格式设置模块

功能说明：此模块用于配置求解器中各项物理量的离散化格式和数值方法，控制数值计算的精度、稳定性和计算效率。离散格式的选择直接影响求解的收敛性、数值耗散和计算精度，是高级用户进行数值仿真优化的重要工具。

技术背景：离散格式将连续的偏微分方程转化为离散的代数方程，不同的离散格式在精度、稳定性和数值耗散方面具有不同特性。合理的离散格式组合能够在保证计算稳定的前提下提高计算精度。

2. 激光模型设置​

2.1. 激光模型列表​

功能说明：

  • -：删除当前选中的激光模型
  • +：添加新的激光模型

应用场景：增材制造仿真中激光热源的配置，支持多激光头或复杂激光路径的模拟。

配置建议：

  1. 单一激光：大多数情况下只需一个激光模型
  2. 多激光系统：对于多激光头的增材制造设备，可添加多个激光模型
  3. 激光参数：选中激光模型后，可在其他界面配置激光功率、光斑尺寸、扫描路径等参数

3. 对流项离散格式​

3.1. 一阶上迎风格式​

特点：

  • 稳定性：无条件稳定，不会产生数值振荡
  • 精度：一阶精度，数值耗散大
  • 收敛性：收敛性好
  • 应用场景：
    • 初始计算或测试阶段
    • 强对流主导的流动
    • 存在强间断的流动

3.2. 二阶线性格式​

特点：

  • 稳定性：有条件稳定，可能出现数值振荡
  • 精度：二阶精度，数值耗散小
  • 收敛性：收敛难度增加，可能需要更小的松弛因子
  • 应用场景：

    • 精确计算（稳态或瞬态）

    • 弱对流或对流扩散平衡的流动

    • 需要高精度结果的场合

4. 隐式MULES设置​

暂未开放

5. 颗粒计算域​

5.1. 参数含义​

定义离散元（DEM）计算的有效区域，可限制颗粒只在指定区域内运动。超出该区域的颗粒将被删除。

6. 颗粒曳力模型​

6.1. 模型选择​

6.1.1. DiFelice模型​

选项状态：○ DiFelice model 模型特点：

  • 基于实验数据关联
  • 适用于宽范围雷诺数和颗粒浓度
  • 计算相对简单
  • 推荐用于一般工程计算

适用范围：

  • 雷诺数：0.01 < Re < 10000
  • 颗粒浓度：0 < ε < 0.6
  • 颗粒形状：球形颗粒

6.1.2. KochHill模型​

选项状态：○ KochHill model 模型特点：

  • 基于格子玻尔兹曼方法（LBM）的微观模拟
  • 理论更加严谨
  • 计算复杂度较高
  • 推荐用于高精度研究

适用范围：

  • 低雷诺数流动（Re < 1）
  • 高颗粒浓度
  • 需要精确的曳力计算

6.2. 模型选择指南​

考虑因素推荐模型理由
计算精度研究：KochHill；工程：DiFeliceKochHill理论更严谨，DiFelice工程应用广泛
计算资源有限：DiFelice；充足：KochHillKochHill计算复杂度较高
流动条件低Re：KochHill；宽范围Re：DiFeliceDiFelice适用范围更广
颗粒浓度高浓度：KochHill；一般浓度：DiFeliceKochHill在高浓度下更准确

7. 局部颗粒删除​

7.1. 功能说明​

  • +：添加局部颗粒删除区域

应用场景：在初始化时，删除特定区域的颗粒，例如：生成固定后的粉末床。

7.2. 配置步骤​

  1. 点击+按钮添加删除区域
  2. 在相关界面定义区域几何形状和位置
  3. 设置删除条件（如时间、颗粒属性等）

8. 局部体积分数删除​

8.1. 参数含义​

删除特定区域的固体相体积分数，对某些复杂结构计算得到的不正常的体积分数进行修正。

8.1. 注意事项​

此功能只对固定的固体结构生效，因此如果有可移动的固体，请勿使用该功能！

9. 浸没边界法修正系数​

9.1. 参数含义​

调整浸没边界法（IBM）中力源项的系数，优化边界条件的施加效果，只对固定运动固体生效。

9.2. 修正系数作用​

  1. 力源项缩放：调整力源项的大小
  2. 数值稳定性：防止力源项过大导致计算发散
  3. 边界精度：改善壁面边界条件的满足程度

9.3. 设置建议​

应用场景推荐系数说明
一般计算10（默认）大多数情况下适用
计算发散减小系数提高数值稳定性
边界滑移明显增大系数增强无滑移条件

10. 反流修正系数​

10.1. 参数含义​

对出口处的入流（反流）现象进行限制，取1.0则无任何限制，取0.0则限制程度最高。

11. 参考压力​

11.1. 参数含义​

输入点的坐标，并定义该点的压力参考值，用于压力场的计算和输出。 软件处理：在TFluid中，软件会自动寻找与该点最近的网格，并将该网格的压力作为参考压力 单位：帕斯卡（Pa）

11.2. 注意事项​

注意：输入的点坐标必须位于计算域内！