COMSOL Multiphysics^® 6.3 Release Highlights

Per gli utenti del Particle Tracing Module, la versione 6.3 di COMSOL Multiphysics^® apporta miglioramenti per la simulazione del moto delle particelle nei sistemi rotanti, tra cui la compatibilità con le soluzioni di dominio rotante e l'ampliamento delle opzioni per la definizione di collisioni personalizzate tra particelle. Per scoprire di più su questi aggiornamenti, continuate a leggere.

Miglioramenti nella funzione Rotating Frame

Sono state introdotte nuove variabili per memorizzare la posizione e la velocità delle particelle nel frame di riferimento inerziale (o di laboratorio) quando si utilizza la funzione Rotating Frame. Queste variabili consentono di specificare le coordinate dipendenti dal frame inerziale, semplificando la definizione delle interazioni tra particelle e campo. Inoltre, è stata migliorata la visualizzazione delle traiettorie delle particelle nel sistema di riferimento inerziale. In precedenza, la funzione Rotating Frame forniva solo variabili per la posizione e la velocità delle particelle rispetto al quadro di riferimento rotante.

Inoltre, la compatibilità della funzione Rotating Frame con diverse altre funzioni fisiche è stata notevolmente ampliata. È stata migliorata anche la precisione dei calcoli delle forze esterne e delle forze fittizie associate alla funzione Rotating Frame. Questi miglioramenti sono visibili nel nuovo tutorial Tubular Centrifuge.

Compatibilità delle soluzioni con Frozen Rotor con il Particle Tracing in domini rotanti

È disponibile una nuova casella di controllo Map velocity from stationary mesh to moving mesh che consente di utilizzare direttamente i campi di velocità definiti su una mesh stazionaria in una fase di studio Time Dependent che coinvolge un'interfaccia di tracciamento delle particelle e una funzione Rotating Domain. Questa opzione è disponibile nelle funzioni Drag Force, Lift Force, Kelvin-Helmholtz Breakup Model, Collisions e Friction Force.

Ciò è utile, ad esempio, quando il passo di studio Frozen Rotor viene utilizzato per risolvere la velocità del fluido in un dominio rotante con una geometria semplice. In questi casi, quando il campo di velocità definito sulla mesh stazionaria (soluzione Frozen Rotor) è una buona approssimazione della velocità nel frame spaziale, selezionando questa casella di controllo si evita di dover risolvere i campi su una mesh in movimento. Si veda questa aggiunta nel nuovo tutorial Tubular Centrifuge.

Miglioramento delle collisioni definite dall'utente

Nell'interfaccia Charged Particle Tracing, la sottofunzione User Defined sotto la funzione Collisions supporta ora una gamma molto più ampia di collisioni. È ora possibile scegliere se includere la particella primaria nei prodotti post-collisione. Nelle versioni precedenti era possibile includere solo un tipo di specie di particelle secondarie, ma nella versione 6.3 è ora possibile includere più specie secondarie distinte. Ciò si ottiene aggiungendo un nuovo nodo Species Properties come sottofunzione del nodo User Defined. Inoltre, le impostazioni per controllare il rilascio delle particelle secondarie sono ora incluse nel nodo Species Properties. È possibile aggiungere più istanze del nodo Species Properties per tenere conto delle diverse specie secondarie.

Controllo della casualità nelle funzioni di rilascio delle particelle

È ora possibile controllare i generatori di numeri casuali utilizzati da qualsiasi funzione di rilascio delle particelle. Nelle impostazioni dell'interfaccia di tracciamento delle particelle sono ora disponibili le opzioni Arguments for random number generation che controllano il seme del generatore di numeri casuali. Il seme del generatore di numeri casuali è impostato internamente e viene fissato quando si sceglie l'opzione Generate unique arguments, che garantisce che le condizioni iniziali delle particelle siano identiche ogni volta che il modello viene risolto.

Quando si seleziona l'opzione Generate random arguments, il seme viene determinato in modo casuale in fase di esecuzione, il che consente di avere condizioni iniziali realmente randomizzate ed è ideale per le simulazioni di tipo Monte Carlo. L'opzione User Defined permette di controllare direttamente il seme. Quando si seleziona questa opzione, nella finestra Settings delle funzioni di rilascio appare un nuovo campo di testo Additional input arguments for random number generator. Il valore specificato verrà utilizzato per alimentare il generatore di numeri casuali associato a questa funzione di rilascio.

I generatori di numeri casuali possono essere utilizzati per controllare le posizioni iniziali, le velocità, i tempi di rilascio e i valori iniziali delle variabili ausiliarie dipendenti in tutte le interfacce di tracciamento delle particelle. Inoltre, nell'interfaccia Particle Tracing for Fluid Flow, le distribuzioni della massa o del diametro delle particelle possono essere influenzate dai generatori di numeri casuali.

Inizializzazione della velocità della particella in base alla quantità di moto o all'energia cinetica

Nella versione 6.3 è ora disponibile la possibilità di inizializzare la velocità della particella specificandone la quantità di moto. È possibile specificare le componenti vettoriali o la grandezza della quantità di moto e campionare la direzione del vettore utilizzando le distribuzioni Constant speed, spherical; Constant speed, hemispherical; Constant speed, cone; o Constant speed, Lambertian. Tutte queste distribuzioni di campionamento sono ora disponibili anche quando la velocità viene inizializzata utilizzando l'energia cinetica.

I seguenti tutorial illustrano questa nuova funzione:

• ion_range_benchmark
• trapped_protons
• ion_drift_velocity_benchmark
• ion_funnel
• turbomolecular_pump
• rf_coupler
• s_bend_benchmark
• ccp_ion_energy_distribution_function

Nuove opzioni per selezionare i gruppi di particelle

Per le funzioni Accumulator, Number Density Calculation, Particle Counter e Velocity Reinitialization, è ora possibile eseguire calcoli solo per un gruppo di particelle. Le particelle possono essere raggruppate in base alle caratteristiche di rilascio o alle proprietà delle particelle. Ad esempio, la funzione Number Density Calculation può essere utilizzata per calcolare la densità numerica di tutte le particelle, delle particelle rilasciate da una particolare funzione di rilascio o delle particelle con un determinato insieme di proprietà.

Allo stesso modo, la funzione Particle Counter può essere utilizzata per contare solo le particelle con un insieme di proprietà specificate che si trovano in un insieme di domini selezionati o su un insieme di confini selezionati. Potete visualizzare queste nuove opzioni nel tutorial Tubular Centrifuge.

Nuovi tutorial

La versione 6.3 di COMSOL Multiphysics^® introduce due nuovi tutorial nel Particle Tracing Module.