粒子追跡モジュールアップデート
COMSOL Multiphysics®バージョン6.0では, 粒子追跡モジュールのユーザー向けに, 2つの新しいチュートリアルモデルが追加されたほか, ファイルから読み込んだ粒子座標を変換するオプションや, 壁に囲まれた水路の流れにおける揚力と抗力を計算するアルゴリズムの高速化など, 多くの操作性の改良が行われています. これらのアップデートに関する詳細は以下をご覧ください.
新しいチュートリアルモデル
三体問題
三体問題の中には, 重力相互作用する3つのオブジェクトの位置と速度を, 初期位置と初期速度を与えることで計算することが含まれます. 一般的な解析解を持たず, カオス的な挙動を示すこともありますが, ある初期条件では周期的に同じ構成を繰り返すことが知られています. 以下は, 三体問題の8の字解のアニメーションです. 8の字解は, 初期条件を少し変えても粒子の動きが周期的に保たれるため, 安定していると考えられています. このモデルでは, 重力を粒子間相互作用力として追加しています. 関連するアプリケーションギャラリentryから, このモデルをダウンロードすることができます.
ピンチドフローフラクショネーション
このチュートリアルモデルでは, ピンチドフローフラクショネーション法を用いて, 粒子の大きさに基づいた分離をシミュレーションします. まず, 層流インターフェースを使って, マイクロチャネル内の速度場を計算します. 次に, 流体流れの粒子追跡インターフェースを使用して, 注入された粒子の軌跡を計算します. ヒストグラムは, 粒子の大きさに基づいて粒子の分離を追跡し, 各出口における粒子の大きさの範囲を定量化するために使用されます. このモデルは, 関連する アプリケーションギャラリentry からダウンロードできます.
非局所的カップリングの簡略名
すべての粒子追跡インターフェースは, モデル内の粒子の式の合計, 平均, 最大, または最小を計算するためのカップリングを定義しています. COMSOL Multiphysics®バージョン6.0では, これらのカップリングの名称が, より使いやすいように簡略化されています. このアップデートは, 新しい 三体問題 モデルや, 以下の既存モデルおよびアプリケーションで確認できます:
以下の表は, 数学的粒子追跡インターフェース (pt) のインスタンスに関する, 新旧の名称の一覧です.
| Coupling Description | Old Name | New Name |
|---|---|---|
| Sum over particles | pt.ptop1(expr) | pt.sum(expr) |
| Sum over all particles | pt.ptop_all1(expr) | pt.sum_all(expr) |
| Average over particles | pt.ptaveop1(expr) | pt.ave(expr) |
| Average over all particles | pt.ptaveop_all1(expr) | pt.ave_all(expr) |
| Maximum over particles | pt.ptmaxop1(expr) | pt.max(expr) |
| Maximum over all particles | pt.ptmaxop_all1(expr) | pt.max_all(expr) |
| Minimum over particles | pt.ptminop1(expr) | pt.min(expr) |
| Minimum over all particles | pt.ptminop_all1(expr) | pt.min_all(expr) |
| Evaluate at maximum over particles | pt.ptmaxop1(expr, evalExpr) | pt.max(expr, evalExpr) |
| Evaluate at maximum over all particles | pt.ptmaxop_all1(expr, evalExpr) | pt.max_all(expr, evalExpr) |
| Evaluate at minimum over particles | pt.ptminop1(expr, evalExpr) | pt.min(expr, evalExpr) |
| Evaluate at minimum over all particles | pt.ptminop_all1(expr, evalExpr) | pt.min_all(expr, evalExpr) |
旧名称はバージョン6.0でも機能するため, 既存のモデルをアップデートする必要はありません.
ファイルから粒子位置を読み込む際の変換
データファイルからリリースノードを使用して粒子の初期位置をファイルから読み込む際に, 初期座標に[変換]を適用できるようになりました. 拡張 (スケーリング), 回転, 並進移動を自由に組み合わせることができます. また, 粒子の初期速度もファイルから読み込まれている場合, オプションとして, 位置と速度の両方に同じ回転を適用できます.
壁に誘起された揚力と抗力の高速な境界探索
流体流れの粒子追跡インターフェースでは, 各粒子に最も近い境界要素の検索を設定できる新しいオプションにより, 壁に囲まれた流れの揚力, 抗力, 異方性乱流分散をより速く求解できるようになりました. 最も近い点 (デフォルトの動作で, バージョン5.6では唯一の動作) と, より高速なオプションである許容値を使用および最大検索半径を指定できる接続されたコンポーネントへのウォークインのいずれかを選択できるようになりました. これは, アスペクト比が非常に高いパイプやチャネルでの粒子追跡に便利なオプションです. この新機能は, 既存のDispersion of Heavy Particles in a Turbulent Channel Flowチュートリアルモデルで確認できます.
高エネルギーイオン照射による蓄積線量
高エネルギーイオンが固体を通過する様子をモデル化する際に, 粒子-物質連成ノードで, イオンが通過する際の吸収線量と線量当量をドメイン内に蓄積できるようになりました. 吸収線量, イオン化損失による吸収線量, 核停止による吸収線量のチェックボックスを任意の組み合わせでオンにすることで, 累積線量の計算方法を選択できます.
粒子-周囲の流体間の伝熱
新しい散逸粒子熱機能を使って, 粒子-周囲の流体間の伝熱を計算できるようになりました. 粒子は, 周囲の流体の熱源/シンクとして利用することができます. この機能を使用するには, 流体流れの粒子追跡インターフェースの粒子温度を計算するにチェックマークを入れ, 対流熱損失機能を使用して粒子からの熱流量を計算する必要があります.
流体中を沈降するホットパーティクルの対流冷却. サーフェスプロットは, 粒子からの放熱による流体内の温度を示している.