ddpm的案例
多相流模型|DPM01基礎(chǔ)知識
注意事項
DPM模型僅適用于低體積分數(shù)，當(dāng)體積分數(shù)增大，則可以考慮DDPM（Dense Discrete Phase Model)- DPM模型可以跟許多燃燒模型共同使用
DPM、DDPM或群體分布模型（Populaiton balance Model）都可以計算顆粒的分布
附資料下載| ANSYS FLUENT 2022 多相流新功能介紹
顯式VOF算法改進
引入在時間步長結(jié)束時求解VOF的新方法
VOF壓力出口邊界條件改進
Hybrid NITA 支持混合多相流模型
建議使用hybrid NITA
采用Hybrid NITA時不穩(wěn)定性探測器的改進
引入了一種基于界面網(wǎng)格的新型CFL類型，實現(xiàn)了不穩(wěn)定檢測器與全局Courant數(shù)的同步
廣義傳質(zhì)模型（Beta）
新增的傳質(zhì)模型：Hertz-Knudsen（Pressure form、Temperature form）、Interfacial Heat flux
二、歐拉多相流模型更新
RPI沸騰模型的沉浸式冷卻應(yīng)用
沉浸冷卻環(huán)境中的壁面沸騰可使用RPI沸騰模型進行模擬
Non-Local Boundary Field方法
此方法將壁面沸騰視為非局部現(xiàn)象，能夠降低RPI 模型對網(wǎng)格的敏感性（y+<30）
RPI沸騰模型修正
基于將壁面沸騰視為非局部現(xiàn)象的概念，采用了Non-Local Boundary Field Model線平均過程
RPI 模型+Population Balance模型耦合計算
三、DPM/DDPM/液膜模型更新
DPM更新
支持局部坐標(biāo)系、表面隨機注射、表格化顆粒直徑分布、區(qū)域顆粒的加載、高分辨率的顆粒追蹤方法、混合分數(shù)源項的線性化
DDPM模型更新
支持多孔壁面邊界條件、更高級的曳力模型、體積注射
展開 ANSYS FLUENT 多相流模型 附ANSYS Fluent Customization
應(yīng)用分析
DDPM+DEM模型 計算流化床反應(yīng)器內(nèi)的顆粒流動
ANSYSFLUENT模擬閃蒸噴嘴內(nèi)的閃蒸過程
無擋板油箱
有擋板油箱
模擬不同加速度條件下汽車油箱的晃動情況
噴油嘴空化現(xiàn)象
下載地址：ANSYS Fluent Customization Manual
基于Ansys Fluent 的顆粒分離/過濾解決方案
DDPM
1. Eulerian method（瞬態(tài)方法）
此方法適用于高負載(顆粒體積含率較高)的情況。
? 固定速度:多孔介質(zhì)中第二相(次要相)顆粒速度設(shè)置為0
? 多孔介質(zhì)/膜外面的顆粒將會堆積
? 堆積的顆粒造成的壓降通過顆粒與流體之間的曳力描述
假設(shè)所有的顆粒都被捕捉，將多孔介質(zhì)中的顆粒速度約束為0，從而阻止顆粒通過多孔介質(zhì)。
2.DPM
方法:一系列的穩(wěn)態(tài)仿真結(jié)果(也可應(yīng)用于非穩(wěn)態(tài)計算)
(1) 通過UDsF獲得顆粒在膜上的沉積；
(2)基于顆粒在膜上的沉積分布，根據(jù)沉積量調(diào)整阻力；
假設(shè)在膜兩側(cè)施加定常壓力，每次釋放的顆粒，都將沉積到過濾層。注意:沉積發(fā)生在尖端和凹槽處。
隨著沉積物的積累，流量將會將會輕微的發(fā)生變化。
Deposit vs. Mass Flow Rate (kg/s)
1. 0.0089773936
2. 0.0086228549
3. 0.0075318487
4. 0.0070381071
顆粒沉積在過濾膜上的相關(guān)UDFs
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展開 
Fluent能夠做的事
fluent還提供了離散型模型，用于模擬顆粒的流動，主要有DPM模型（稀疏的顆粒流動）、DDPM模型（稠密的顆粒流動）、PBM模型（使用歐拉方法求解顆粒流動）
傳質(zhì)問題，fluent可以使用不同的方法模擬蒸發(fā)、冷凝、凝固、融化，自帶的求解器也能夠解決這樣的問題。
同時fluent組分輸運模型可以用來模擬化學(xué)反應(yīng)，主要用于模擬燃燒過程
fluent能夠求解電勢方程，模擬電鍍、腐蝕、流體電池等問題，還可以模擬靜電除塵問題。
fluent還能夠進行氣動噪聲模擬，主要方法有聲比擬模型、CAA直接模擬、寬頻噪聲模型等
fluent還可以通過動網(wǎng)格來模擬旋轉(zhuǎn)機械，如齒輪旋轉(zhuǎn)，扇葉旋轉(zhuǎn)，閥門擺動、活塞運動等問題
實際上fluent能夠做的事情要比上面講的多的多，fluent提供了UDF（用戶自定義函數(shù)）功能和UDS（用戶自定義標(biāo)量）功能，可以借助這些功能，直接求解偏微分方程。
展開 Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態(tài)仿真
4.2 材料設(shè)置
此處選擇water進行計算，相關(guān)設(shè)置如下如所示：
4.3 多相流設(shè)置
此處對多相流模型展開設(shè)置，打開歐拉模型，選擇DDPM，勾選應(yīng)用，相關(guān)設(shè)置如下如所示：
點擊相，主相設(shè)置為水，次相取消勾選所有開關(guān)，主要設(shè)置如下圖所示：
4.4 DEM設(shè)置
此處打開離散相模型，勾選每次流動迭代更新和非定常顆粒跟蹤，物理模型選擇DEM，相關(guān)設(shè)置如下圖所示：
點擊噴射源，進行噴射顆粒構(gòu)建，噴射源類型選擇surface，勾選inlet邊界，離散相域選擇次相，顆粒直徑設(shè)置為0.01，時間持續(xù)10s，速度大小設(shè)置為0.1m/s，總流量為kg/s。并勾選使用面法線方向噴射。
對相關(guān)的碰撞規(guī)則進行設(shè)置，相關(guān)設(shè)置如下圖所示：
4.5 邊界條件設(shè)置
此處僅需要對入口條件進行設(shè)置，設(shè)置主項流量為5m/s，具體設(shè)置如下圖：
4.6 初始化設(shè)置
首先進行標(biāo)準初始化設(shè)置，具體設(shè)置如下圖：
4.7 計算設(shè)置
此處進行的計算設(shè)置如下：
5 后處理結(jié)果
5.1 后處理云圖結(jié)果
對管路顆粒的計算結(jié)果進行可視化處理，顆粒運輸結(jié)果如下圖所示：
顆粒運輸動畫結(jié)果如下圖所示：
展開 十六、DPM模型-顆粒流動
顆粒流動問題是很多同學(xué)目前正在研究的問題，這類問題一般來說都比較復(fù)雜，F(xiàn)luent提供了多種模型對這類問題進行模擬，包括DPM、DDPM、DEM、PBM等，上述的每種模型都有其適用的工況，并不通用，這次我們介紹一下DPM模型。
由于DPM的復(fù)雜性，本文只對Fluent中DPM的操作進行一些簡單的設(shè)置，一些設(shè)置的具體依據(jù)，我們在下一次文章中詳細講解一下。
1 概念介紹
首先我們介紹一下拉格朗日法和歐拉法，理解起來很簡單，拉格朗日法是以某一質(zhì)點的運動作為研究對象，觀察這一質(zhì)點在流場中由一點移動到另一點時，其運動參數(shù)的變化規(guī)律；歐拉法以某一流場區(qū)域作為研究對象，研究各時刻質(zhì)點在流場中的變化規(guī)律。
顯然，拉格朗日法更適用于描述顆粒運動，而歐拉法更適用于描述流體運動。DPM模型就是基于這兩種方法進行流體相和顆粒相的模擬，它使用歐拉法描述流體運動，使用拉格朗日法描述顆粒運動。
DPM適用條件：DPM模型只適用于顆粒相體積分數(shù)小于10%，同時不考慮顆粒體積。不考慮顆粒和顆粒之間的相互作用力，但可以考慮顆粒和流體之間的相互作用。
2 模型描述
本例的模型采用三通管模型，如圖所示。模型有兩個入口和一個出口，分別為INLET_Y、INLET_Z和OUTLET，含顆粒物的空氣從INLET_Z進口流入計算域內(nèi)，最后經(jīng)OUTLET流出。
3 導(dǎo)入網(wǎng)格
使用Workbench打開工程文件，文件在本文末尾鏈接資源內(nèi)。
4 Scale網(wǎng)格尺寸
Scale修改網(wǎng)格尺寸。如圖所示。
確保計算域尺寸是我們所需要的。
展開 Ansys氣液設(shè)備典型應(yīng)用
內(nèi)有著豐富的多相流模型能夠模擬鼓泡塔，針對流域的轉(zhuǎn)變模擬，ANSYS Fluent推出了AIAD模型(ANSYS 獨有)；針對流型轉(zhuǎn)變模擬，ANSYS Fluent推出了GENTOP模型(ANSYS 獨有)
‐ Population Balance Model能夠幫助計算氣泡直徑的分布
‐ ANSYS Fluent中豐富的相變模型和傳熱反應(yīng)模型，以及豐富的相變模型和傳熱
反應(yīng)模型
推薦Ansys模塊
‐ ANSYS CFD Premium + HPC pack
噴淋塔
設(shè)計中的難點
‐ 噴淋過程是復(fù)雜的多尺度問題，在設(shè)計時需要防止墻壁過多液體或者顆粒沉積，需要設(shè)計合適的噴嘴設(shè)計，以及布置噴嘴的位置，保證區(qū)域內(nèi)無流動死區(qū)，研究噴淋過程中，分蒸發(fā)對干燥性能的影響
‐ 管理高溫環(huán)境中的顆粒停留時間
‐ 液滴大小分布
Ansys技術(shù)
方案
‐ ANSYS Fluent內(nèi)有著豐富的多相流模型離散相位模型(DPM)，流體模型體積(VOF)，VOF to DPM，以及液膜模型等能夠幫助解決噴霧仿真中遇到的問題，通過仿真可以了解噴霧液滴的粒徑大小，停留時間，了解是否有流動死區(qū)，獲得整個流場的溫度等
推薦Ansys模塊
‐ ANSYS CFD Premium + HPC pack
旋風(fēng)分離/水力分離
設(shè)計中的難點
‐ 需要準確的了解分離效率，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，分離過程中顆粒濃度分布廣泛（從稀相到密相），此外粒徑分布廣，設(shè)備中可能存在侵蝕/腐蝕，從而預(yù)測旋流器或水力旋流器內(nèi)部的流場預(yù)測是一項具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)
Ansys技術(shù)方案
‐ ANSYS CFD中有豐富的多相流模型（DPM、DDPM
展開 基于改進條件擴散模型的電阻抗成像圖像重建與敏感度先驗融合
關(guān)鍵詞：電阻抗成像（EIT）；擴散模型；條件擴散；敏感度先驗；Transformer；DDPM/DDIM；模型驅(qū)動與數(shù)據(jù)驅(qū)動融合；域泛化
引言
EIT通過測量電極邊界電壓來反演目標(biāo)區(qū)域的電導(dǎo)率分布。傳統(tǒng)線性化或迭代優(yōu)化方法雖能引入正則項緩解病態(tài)，但在實時性、結(jié)構(gòu)邊界銳度與對噪聲/失配的魯棒性方面仍受限。深度學(xué)習(xí)方法將電壓到電導(dǎo)率的映射視作回歸問題，取得顯著提升，但存在對特定數(shù)據(jù)分布過擬合、泛化性弱等問題。近年興起的擴散生成模型以多階段去噪的方式逐步細化空間細節(jié)，具備更強的先驗學(xué)習(xí)與抗噪能力。本文聚焦兩類代表性思路：（i）CDEIT：以邊界電壓作為條件直接生成電導(dǎo)率圖像；（ii）SPfusion：以擴散模型生成非均勻敏感度先驗并與模型驅(qū)動解算融合，以彌補線性敏感度的高階信息缺失。相關(guān)工作已系統(tǒng)闡述CDEIT的數(shù)學(xué)建模、Transformer-U-Net骨干與電壓/電流歸一化跨域泛化策略；SPfusion從數(shù)據(jù)側(cè)展示了同/異質(zhì)敏感度分布與重建質(zhì)量的系統(tǒng)性提升證據(jù)。
圖1 擴散EIT模型架構(gòu)
方法
2.1 問題定義與總體框架
設(shè)二維域內(nèi)電導(dǎo)率分布為σ，邊界電壓為U，前向算子為U=f(σ)。時差EIT中，關(guān)注ΔU與Δσ之間的非線性映射。本文從兩條路徑求解條件分布p(σ|U)：
路徑A（CDEIT）：端到端條件擴散，直接采樣p(σ|U)；
路徑B（SPfusion）：以擴散模型生成非均勻敏感度先驗Sinhomo，替代或補充均勻敏感度，嵌入模型驅(qū)動重建流程。
展開 多相流在仿真中的應(yīng)用和展望（上）
顆粒流
密集離散相模型（DDPM）和離散元素模型（DEM）用于模擬顆粒的流動。
穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)仿真
多相流計算可以是穩(wěn)態(tài)的，也可以是瞬態(tài)的。
穩(wěn)態(tài)計算適合最終結(jié)果與初始條件無關(guān)、并且各相入口邊界差異較大的物理過程。通常將其他多相流物理現(xiàn)象建模為與時間有關(guān)的物理過程。由于需要求解額外的方程式，并且做瞬態(tài)模擬，多相流模擬計算量非常大。ANSYS CFD提供了高效的并行計算方法，從而使多相流模型計算保持在合理的時間范圍內(nèi)。
下周我們會就多相流仿真的案例及行業(yè)解決方案進行分享及分析，記得持續(xù)關(guān)注【上海安世亞太】微信公眾號哦~
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展開 多相流在仿真中的應(yīng)用和展望
顆粒流
密集離散相模型（DDPM）和離散元素模型（DEM）用于模擬顆粒的流動。
穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)仿真
多相流計算可以是穩(wěn)態(tài)的，也可以是瞬態(tài)的。
穩(wěn)態(tài)計算適合最終結(jié)果與初始條件無關(guān)、并且各相入口邊界差異較大的物理過程。通常將其他多相流物理現(xiàn)象建模為與時間有關(guān)的物理過程。由于需要求解額外的方程式，并且做瞬態(tài)模擬，多相流模擬計算量非常大。ANSYS CFD提供了高效的并行計算方法，從而使多相流模型計算保持在合理的時間范圍內(nèi)。
2.多相流仿真的展望與應(yīng)用
即使當(dāng)今多相流仿真功能已經(jīng)十分強大，但是工程師仍在努力推進多相流仿真的邊界。
他們將融入并模擬更多的物理模型：物化反應(yīng)、運動物體、高速、尺寸變化、相變和熱交換，并解決更大規(guī)模物理系統(tǒng)的問題。例如，一家能源生產(chǎn)商對油水重力分離器進行了模擬，網(wǎng)格總數(shù)超過10億個單元。
除了石油和天然氣，化工、電力、汽車、航空航天和海工裝備等工業(yè)領(lǐng)域也在更多地應(yīng)用多相流模擬。
例如，泳裝生產(chǎn)廠商Speedo應(yīng)用多相流模擬優(yōu)化護目鏡設(shè)計。相比于游泳者體型，液滴尺寸非常小，護目鏡模擬需要高精度網(wǎng)格捕捉液滴作用力。水膜厚度至少需要10個網(wǎng)格單元解析計算，進而導(dǎo)致網(wǎng)格總數(shù)急劇增加。
Speedo應(yīng)用多相流模擬設(shè)計高性能泳鏡，
由Speedo提供。
多相流仿真案例分享：全自動洗碗機
為了優(yōu)化全自動洗碗機的能量使用效率和用水量，工程師運用多相流和多物理場模擬多種流型變化：從旋轉(zhuǎn)臂上的噴嘴噴出的射流、射流飛濺在餐具上形成水膜、液膜或水滴從餐具上滑落以及旋轉(zhuǎn)臂下的積水過程。
展開 
36 Fluent實用案例 | FW-H 圓柱繞流氣動噪聲計算
4.2 材料設(shè)置
此處選擇water進行計算，相關(guān)設(shè)置如下如所示：
4.3 多相流設(shè)置
此處對多相流模型展開設(shè)置，打開歐拉模型，選擇DDPM，勾選應(yīng)用，相關(guān)設(shè)置如下如所示：
點擊相，主相設(shè)置為水，次相取消勾選所有開關(guān)，主要設(shè)置如下圖所示：
4.4 DEM設(shè)置
此處打開離散相模型，勾選每次流動迭代更新和非定常顆粒跟蹤，物理模型選擇DEM，相關(guān)設(shè)置如下圖所示：
點擊噴射源，進行噴射顆粒構(gòu)建，噴射源類型選擇surface，勾選inlet邊界，離散相域選擇次相，顆粒直徑設(shè)置為0.01，時間持續(xù)10s，速度大小設(shè)置為0.1m/s，總流量為kg/s。并勾選使用面法線方向噴射。
對相關(guān)的碰撞規(guī)則進行設(shè)置，相關(guān)設(shè)置如下圖所示：
4.5 邊界條件設(shè)置
此處僅需要對入口條件進行設(shè)置，設(shè)置主項流量為5m/s，具體設(shè)置如下圖：
4.6 初始化設(shè)置
首先進行標(biāo)準初始化設(shè)置，具體設(shè)置如下圖：
4.7 計算設(shè)置
此處進行的計算設(shè)置如下：
5 后處理結(jié)果
5.1 后處理云圖結(jié)果
對管路顆粒的計算結(jié)果進行可視化處理，顆粒運輸結(jié)果如下圖所示：
顆粒運輸動畫結(jié)果如下圖所示：
展開 制冷劑霧化的節(jié)流及分液特性探討 附噴霧學(xué)曹建明下載
因此，本文簡化物理模型，取霧化腔軸向距離噴嘴出口0.07m 之后的部分進行模擬計算，并分區(qū)進行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，如圖7，采用歐拉兩相流和稠密離散相模型(DDPM)[15]進行計算，同時假設(shè)氣液兩相冷媒分液過程和外界是絕熱的。在上述條件下，建立分液過程的數(shù)學(xué)模型。
圖7 網(wǎng)格劃分
兩相冷媒分液過程中，其中兩相流連續(xù)性方程與式（1）~（3）相同，冷媒液滴的運動軌跡通過拉格朗日法計算，進出口邊界條件分別設(shè)為流量入口和壓力出口，其他邊界條件設(shè)為絕熱壁面邊界條件。
2.2 霧化節(jié)流后分液特性分析
為了分析蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、過冷度對制冷劑分液特性的影響，同樣選取計算范圍為蒸發(fā)溫度5~15℃、冷凝溫度45~55℃、過冷度0~8K，選取兩個指標(biāo)來評判分液特性，其一為各支路的最大離散相濃度（流量）偏差|Ci/Ca-1|max，其中：
其中，Ci是分液器第i 支路出口離散相濃度，Ca為出口平均離散相濃度，|Ci/Ca-1|max 越小，表示所有支管的最大離散相流量偏差越小。
另一指標(biāo)是各出口離散相濃度（流量）的標(biāo)準差STD，它能夠很好反映所有支路離散相流量與平均流量的偏離程度，也就是分液均勻性。
圖8 蒸發(fā)溫度對冷媒分液性能的影響
冷凝溫度50℃，過冷度4℃ 時，Ci/Ca和STD隨蒸發(fā)溫度的變化情況如圖8，蒸發(fā)溫度升高時，一方面由于速度衰減加快，直接沖擊壁面的液滴數(shù)量減小，另一方面節(jié)流后兩相冷媒干度減小，氣相擾動減弱，使得分液均勻性穩(wěn)步提升，計算范圍內(nèi)，STD 由0.30 降至0.02，減小了93%；同時|Ci/Ca-1|max 從0.24下降至0.01，最大離散相流量偏離程度顯著減小。但也不難看出，蒸發(fā)溫度較低時，升高蒸發(fā)溫度對分液均勻性影響復(fù)雜，可能引起分液均勻性的波動或是提升效果不佳。
展開 決賽投票 | 有獎?wù)骷筚惾脒x作品名單公布
入選理由：文章中采用實驗和CFD模擬的對比，文章中采用DDPM方法結(jié)合蒸發(fā)模型，對間接蒸發(fā)冷卻換熱過程進行了建模和驗證，模擬方法上具有一定的創(chuàng)新度，并且與實驗進行了對比，對實際的生產(chǎn)設(shè)計具有指導(dǎo)意義。
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7. 作品名稱：使用Ansys Maxwell計算變壓器零序阻抗的三種方法
作品類型：文本
作者及單位：黃克捷 | 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
作品簡介：變壓器零序阻抗是電力系統(tǒng)的重要參數(shù)之一，用于計算單相接地故障時短路電流的零序分量。變壓器的零序阻抗主要受鐵心結(jié)構(gòu)和接線組的影響，用解析法精確計算變壓器的零序阻抗比較困難。在Ansys Maxwell中建立了YNyn0d11型三相三列變壓器零序阻抗有限元模型，研究了零序阻抗的伏安法、能量法和電感矩陣法三種計算方法。仿真結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)吻合較好，驗證了三種仿真方法的正確性。在仿真模型的基礎(chǔ)上，研究了油箱或磁屏蔽對零序阻抗的影響。
入選理由：有仿真結(jié)果，有實驗結(jié)果，促進Maxwell在電力裝備行業(yè)的工程應(yīng)用。
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8.
展開 24年度影響力獲獎分享|與技術(shù)鄰從偶然邂逅到相伴相知
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