主要观点总结
本文介绍了使用COMSOL软件对流体中微小粒子进行粒子追踪仿真的概念，重点讲述了与粒子仿真有关的刚度的概念，基于粒子大小选择正确的方程，以及处理数值刚度的策略。文章涵盖了粒子追踪仿真中的关键步骤和注意事项。
关键观点总结
关键观点1: 文章介绍了流体中微小粒子的粒子追踪仿真及其涉及的刚度的概念。
描述了当使用COMSOL软件进行粒子追踪仿真时，可能会遇到的数值刚度问题，以及这种问题如何影响仿真结果。
关键观点2: 文章中讨论了粒子运动方程的数学模型，包括牛顿第二运动定律和作用于粒子的总力的计算。
介绍了重力表达式和曳力表达式，以及如何使用这些表达式来简化粒子运动方程。
关键观点3: 文章强调了拉格朗日时间尺度在粒子追踪仿真中的重要性，并讨论了如何处理和解决与粒子追踪模型相关的数值刚度问题。
介绍了不同的求解方法来处理数值刚度，包括使用瞬态求解器设置中的严格时步算法和广义α方法等。
关键观点4: 文章提供了使用COMSOL软件的不同方法来解决数值刚度问题，包括强力方法和忽略惯性项的方法。
解释了如何选择合适的公式来求解与粒子运动相关的数值刚度模型，并指出了不同公式之间的差异和适用情况。
关键观点5: 文章讨论了不同公式的适用场景和限制，包括适用的内置力的数量和类型。
提醒用户在使用不同公式时需要注意的细节和潜在问题。
文章预览
当你第一次使用 COMSOL 软件对流体中直径为几十微米或更小的微小粒子进行粒子追踪仿真时，你可能会注意到，瞬态求解器采用的时步较一般的情况要短得多。这通常是由于粒子的运动方程表现出数值刚度而导致的。这篇文章，我们将介绍与粒子仿真有关的刚度的概念，并对基于粒子大小选择正确的方程提供一些建议。 示例：小球形粒子的重力沉降 以一个小球形粒子为例，当粒子以恒定速度 u （SI 单位：m/s）穿过周围流体时，遵循牛顿第二运动定律， (1) 式中， • m_p（SI单位：kg）是粒子质量 • q （SI单位：m）是粒子位置矢量 • F _t（SI单位：N）是作用在粒子上的净力或总力 对于在流体中沉降的粒子，其受到的总力是重力 F _g 和曳力 F _D 之和， (2) 式中， • ρ_p（SI 单位：kg/m^3）为粒子密度 • ρ（SI 单位：kg/m^3）为周围流体的密度 • g （SI
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