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粒子追踪模型的自定义开发

在CFX中，粒子追踪模型（ParticleTrackingModel）用于模拟气体和液体中的颗粒、液滴或气泡的运动。这些模型广泛应用于航空航天、汽车、化工等领域，用于分析燃料喷射、燃烧、颗粒沉积等现象。然而，标准的粒子追踪模型可能无法完全满足某些特定的工业需求，因此自定义开发成为了一个重要的选项。本节将详细介绍如何在CFX中自定义粒子追踪模型，包括理论基础、开发步骤和具体代码示例。

理论基础

粒子运动方程

粒子在流场中的运动可以通过牛顿第二定律来描述，其基本方程为：

d

其中：

up

mp

Fd是拖曳力（Drag

Fg是重力（Gravity

Fb是浮力（Buoyancy

Ft是热泳力（Thermophoresis

Fc是其他力的总和，如湍流扩散力（TurbulentDiffusion

拖曳力模型

拖曳力是粒子在流场中运动时最主要的力，其计算通常采用以下形式：

F

其中：

Cd

Ap

ρf

uf

粒子沉积模型

粒子沉积模型用于描述粒子在壁面上的沉积行为，其主要考虑因素包括：

粒子的惯性。

粒子的重力和浮力。

粒子与壁面的相互作用力。

粒子沉积的概率可以通过以下公式计算：

P

其中：

α是沉积系数。

n是壁面的法向向量。

开发步骤

1.定义自定义粒子追踪模型

在CFX中，自定义粒子追踪模型需要通过FORTRAN子程序来实现。首先，需要创建一个新的FORTRAN文件，并定义粒子追踪模型的基本结构。

示例代码：定义粒子追踪模型

!定义粒子追踪模型

SUBROUTINECFX_Particle_Tracking(PARTICLE,USERSOURCE,USERTAU,USERMASS,

USERDIAM,USERTEMP,USERDENSITY,

USERVOLUME,USERHEAT,USERMOMENTUM,

USERPOSITION,USERVELOCITY,USERACCELERATION,

USERROTATION,USERANGULARVELOCITY,

USERANGULARACCELERATION,USERBULK,

USERBULKVELOCITY,USERBULKTEMP,

USERBULKMASS,USERBULKDENSITY,

USERBULKVOLUME,USERBULKHEAT,

USERBULKMOMENTUM,USERBULKROTATION,

USERBULKANGULARVELOCITY,USERBULKANGULARACCELERATION,

USERBULKFORCE,USERBULKTORQUE,

USERPARTICLEFORCE,USERPARTICLETORQUE,

USERPARTICLEMASS,USERPARTICLEVOLUME,

USERPARTICLEHEAT,USERPARTICLEMOMENTUM,

USERPARTICLETEMP,USERPARTICLEDIAM,

USERPARTILEDENSITY,USERPARTILEANGULARVELOCITY,

USERPARTILEANGULARACCELERATION,USERPARTILEANGULARTORQUE,