abaqus软件分析指南335：连续发电的质量平衡、粒子发生器的自动停机-凯发网站

连续发电的质量平衡

在与增量时间t和时间增量大小atr的结束相对应的任何增量k处，将要生成的种类i的颗粒的指定质量为

 

mspiedk=米(t)阿(t)阿(t)阿

 

其中a(t)是当前入口刻面面积。由于时间增量和颗粒尺寸的离散性，对于给定的增量，颗粒发生器将不能精确地匹配物种的指定质量。粒子发生器，因此，保持质量平衡的每一个物种。对于一个给定的物质，负质量平衡表明该物质产生的粒子质量高于所需的质量。这对于物种而言，在计算当前增量中生成的目标质量时，考虑到了从上一次增量mbalancek-i'产生的超额质量：

mtargetk=mspecifiedk mbalancingk-1'

当前增量的物种i的质量平衡是

mbalancek=mtargetk-mactuals

 

其中mactual是以增量k产生的粒子的实际质量。颗粒发生器尽量使每单位入口面积的质量流量与规定的质量流量匹配。如果某一物质的目标质量因负质量平衡高而为负，则在目标质量再次变为正质量之前，该物质不会产生任何粒子。图8显示了一个特定问题的生成和规定的质量流率的比较，其中每单位入口面积的规定质量流率不随时间变化，入口几何形状为修好了。

 

 

图8：规定的和生成的质量流量的比较。

 

进口堵塞

流速q(t)和单位入口面积的质量流量ms(t)相关如下：

m(t)=q(t的一个函数)

其中p是颗粒密度，e(t)是固体分数。固体分数是颗粒的体积与它们所占据的区域的体积之比这一关系表明，在给定的单位入口面积质量流量下，进气道前颗粒的堆积随流速的减小而增大。如果发生这种情况，粒子发生器将需要更多的尝试来插入粒子。因此，对于给定的单位入口面积的质量流量，有意义的流速规范是影响粒子发生器效率的关键。同样重要的是，没有其他模型功能定位在发电机入口前，以阻碍颗粒的流动。

 

粒子发生器的自动停机

粒子发生器在产生最大数量的粒子后将永久停止。由于很难对分析过程中需要产生的粒子总数进行精确估计，过高估计粒子的最大数量将确保粒子发生器不会耗尽。

 

粒子组成。然而，严重高估的粒子的最大数量将导致更大的内存需求的分析。

 

如果靠近入口的区域有较高的颗粒体积分数，颗粒发生器将暂时停止一段时间。这有助于避免在入口被现有颗粒堵塞时，由于过多的插入新颗粒的失败尝试而导致性能下降。发生器临时停止的默认阈值是颗粒体积分数为0.4，在入口表面前扩展2.0rmax的体积，其中rmax是发生器的最大颗粒半径。您可以修改用于停止发生器的固体分数的默认值。

 

可能当前的入口几何形状和颗粒尺寸分布使得颗粒发生器重复地耗尽插入给定尺寸的颗粒的15次尝试。如果在一个给定的增量中，10个这样的循环(每次15次尝试)都不成功，则发生器将暂时停止生成。您可以在停止粒子生成之前修改默认值10个周期。

 

输入文件用法：

*颗粒发生器，固体分数=临界固体分数，

每次增量的最大尝试次数=插入尝试循环数

 

初始条件

初始条件不应应用于粒子种类的节点。

 

边界条件

边界条件可应用于入口小面的节点，以扩展、收缩或移动发生器的入口小面。

 

负载

物种的元素集名称可用于应用重力或身体载荷等载荷。

 

原理

粒子生成器只生成pd3d元素。

 

约束

多点约束型beam等约束可应用于发电机进气面的节点，以便于刚体运动应用于发电机进气面。

 

相互作用

粒子种类之间的接触相互作用指定类似于用户定义的pd3d元素。您不能将入口刻面包含在接触域中。

 

输出

输出可用于粒子生成器生成的元素集和节点集。

 

局限性

以下限制适用于涉及粒子发生器的分析：

l只能生成pd3d元素。

l不可能生成pd3d元素的簇。

l虽然在abaqus/iewer中支持该功能，但在abaqus/cae中不支持该功能。

 

输入文件模板

下面的示例说明了具有两个粒子种类的粒子发生器：

*heading

…

*particle generator, name=generator_name, type=pd3d,

maximum number of particles=number, solid fraction=number,

max insertion attempts=number, max attempts per increment=number

**

*particle generator inlet, surface=inlet_surf

**

*particle generator mixture

gen_set1, gen_set2

**

*probability density function, name=pdf_gen_set1, type=normal

data line to define pdf

*probability density function, name=pdf_gen_set2, type=lognormal

data line to define pdf

**

*discrete section, elset=gen_set1

pdf_gen_set1

*discrete section, elset=gen_set2

pdf_gen_set2

…

*surface, type=element, name=inlet_surf

element set name

*surface, type=element, name=pg_surf1

gen_set1

*surface, type=element, name=pg_surf2

gen_set2

**

*surface interaction,name=prop_gen_set1

*surface interaction,name=prop_gen_set2

*surface interaction,name=prop_gen_set1_and_gen_set2

**

*amplitude, name=flow_speed

*amplitude, name=mass_flow_rate_gen_set1

*amplitude, name=mass_flow_rate_gen_set2

**

*step

*dynamic, explicit

**

*particle generator flow, generator=generator_name

flow_speed, mass_flow_rate_gen_set1, mass_flow_rate_gen_set2

**

*dload

data lines to define gravity load for gen_set1

data lines to define gravity load for gen_set2

**

*contact

*contact inclusions

pg_surf1, pg_surf1

pg_surf2, pg_surf2

pg_surf1, pg_surf2

*contact property assignment

pg_surf1, pg_surf1, prop_gen_set1

pg_surf2, pg_surf2, prop_gen_set2

pg_surf1, pg_surf2, prop_gen_set1_and_gen_set2

**

*end step

 

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