颗粒温度模型参考

表 1. 颗粒温度模型系列参考
模型名称	颗粒温度		对以碰撞为主的颗粒流进行建模。
	代数颗粒温度		应用于局部平衡假设有效的情况。这些情况包括产生气泡的流化床和涉及颗粒填充床的应用。此模型的计算开销低于颗粒温度传输模型。
	Granular Temperature Transport(颗粒温度传输)		应用于任何颗粒流情况。此模型考虑到颗粒能量的对流、生成、扩散和耗散。它还会考虑由于相间曳力而产生的颗粒能量耗散。如果选择此模型，则必须针对涉及颗粒离散相的相间相互作用而选择颗粒能量传递模型。
	用户自定义的颗粒温度		直接指定最低颗粒温度。
理论	请参见颗粒温度。
提供方式	[物理连续体] > 模型 > 可选模型
节点路径示例	[物理连续体] > 模型 > 颗粒温度
要求	物理连续体选择：材料：多相多相流模型：欧拉多相流 (EMP)（自动激活：多相相互作用、梯度。）粘滞态：层流可选模型：颗粒压力可选模型：颗粒温度（自动选择）颗粒温度：代数颗粒温度、颗粒温度传输或用户自定义的颗粒温度之一。
属性	关键属性包括：在物理连续体中：颗粒温度：无。代数颗粒温度：颗粒温度最小值、颗粒动力学粘度请参见代数颗粒温度属性。颗粒温度传输：颗粒温度最小值、颗粒动力学粘度、颗粒扩散系数请参见颗粒温度传输属性。用户自定义的颗粒温度：颗粒温度最小值、颗粒动力学粘度请参见用户自定义的颗粒温度属性。在每个颗粒相中：代数颗粒温度：颗粒动力学粘度颗粒温度传输：颗粒温度最小值、颗粒动力学粘度、颗粒扩散系数请参见颗粒温度传输属性。用户自定义的颗粒温度：颗粒温度、颗粒动力学粘度请参见用户自定义的颗粒温度属性。
激活	物理模型	在每个颗粒相中：颗粒压力代数颗粒温度、颗粒温度传输或用户自定义的颗粒温度（在物理连续体中选择）之一
	初始条件	在每个颗粒相中：颗粒温度请参见初始条件。
	边界设置	对于每个壁面边界的每个颗粒相：剪切应力指定对于所有边界类型（“重叠网格”、“对称平面”和“出口”除外）的每个颗粒相：颗粒温度指定请参见边界设置。
	区域设置	对于流体区域中的每个颗粒相：颗粒温度源选项请参见区域设置。
	求解器	颗粒温度请参见颗粒温度求解器。
	场函数	请参见颗粒温度场函数。

代数颗粒温度属性

此模型使用 Eqn. (2381) 来求解颗粒温度。

以下属性应用于物理连续体：

颗粒温度最小值

设置连续体的最小值。默认设为 1.0E-10

m^{2} / s^{2}

。

颗粒动力学粘度

指定低于最大填充限制的颗粒运动行为。对于选定的动力学粘度使用相应的线性化拖曳法。

Gidaspow
使用 Gidaspow 动能粘度模型（请参见 Eqn. (2395)）。默认为已选择。
Syamlal
使用 Syamlal 动能粘度模型（请参见 Eqn. (2396)）。
用户自定义
选中后，将为每个颗粒相添加多相 > 相 > [颗粒相] > 模型 > 代数颗粒温度 > 颗粒动力学粘度节点，可在其中将自己的颗粒动力学粘度指定为恒值、场函数或用户程序。

颗粒温度传输属性

当选择此模型时，Simcenter STAR-CCM+ 将在求解器列表中添加颗粒温度求解器。

以下属性应用于物理连续体：

颗粒温度最小值

连续体的最小值。默认设为 1.0E-10

m^{2} / s^{2}

。

颗粒动力学粘度

低于最大填充限制的颗粒运动行为。对于选定的动力学粘度使用相应的线性化拖曳法。

Gidaspow
使用 Gidaspow 动能粘度模型（请参见 Eqn. (2395)）。默认为已选择。
Syamlal
使用 Syamlal 动能粘度模型（请参见 Eqn. (2396)）。
用户自定义
选中后，将为每个颗粒相添加多相 > 相 > [颗粒相] > 模型 > 颗粒温度传输 > 颗粒动力学粘度节点，可在其中将自己的颗粒动力学粘度指定为恒值、场函数或用户程序。

颗粒扩散系数

用于计算颗粒传输方程中的扩散系数的方法。

Gidaspow
使用 Gidaspow 方法（请参见 Eqn. (2377)）。默认为已选择。
Syamlal
使用 Syamlal 方法（请参见 Eqn. (2378)）。
用户自定义
选中后，将为每个颗粒相添加多相 > 相 > [颗粒相] > 模型 > 颗粒温度传输 > 颗粒扩散系数节点，可在其中将自己的颗粒扩散系数指定为恒值、场函数或用户程序。

二阶梯度

忽略或包括用于扩散的边界二阶梯度和/或网格面上的内部二阶梯度。

打开
包括两个二阶梯度。
关闭
排除两个二阶梯度。
仅限内部
仅包括内部二阶梯度。
仅限边界
仅包括边界二阶梯度。

对流

设置流速的对流格式。

一阶
选择一阶迎风对流格式。
二阶
选择二阶迎风对流格式。

用户自定义的颗粒温度属性

以下属性应用于物理连续体：

颗粒温度最小值

连续体的最小值。默认设为 1.0E-10

m^{2} / s^{2}

。

颗粒动力学粘度

低于最大填充限制的颗粒运动行为。对于选定的动力学粘度使用相应的线性化拖曳法。

Gidaspow
使用 Gidaspow 动能粘度模型（请参见 Eqn. (2395)）。默认为已选择。
Syamlal
使用 Syamlal 动能粘度模型（请参见 Eqn. (2396)）。
用户自定义
选中后，将为每个颗粒相添加多相 > 相 > [颗粒相] > 模型 > 用户自定义的颗粒温度 > 颗粒动力学粘度节点，可在其中将自己的颗粒动力学粘度指定为恒值、场函数或用户程序。

初始条件

以下初始条件应用于每个颗粒相：

颗粒温度: 指定相的颗粒温度。默认为常数值 1.0E-6 m^2/s^2。

边界设置

以下边界条件应用于每个壁面边界的每个颗粒相：

剪切应力指定

设置壁面剪切应力指定方法。

建议在壁面边界使用滑移方法。但是，如果存在镜面性系数的估计值，则使用局部滑移方法。

方法	对应的物理值节点
无滑移切向速度设为 0。	无。
局部滑移仅当激活颗粒温度传输模型时，此方法才可用。	镜面性系数值 0 对应于滑移，值 1 对应于无滑移。此值为 Eqn. (2398) 中的 $ϕ$ 。
滑移边界处无剪切应力。	无。

以下边界条件适用于所有边界类型的每个颗粒相，“重叠网格”、“对称平面”和“出口”除外。此外，用户颗粒温度指定方法在壁面边界上不可用，并且指定通量和 Johnson-Jackson 温度指定方法仅在壁面边界上可用。

颗粒温度指定

指定的颗粒温度值用于计算边界处的固相压力，该压力对模拟结果有显著影响。

方法	对应的物理值节点
零梯度边界处颗粒温度的梯度设为 0。	无。
用户自行指定边界值。此方法不可用于壁面边界。	颗粒温度边界处相的颗粒温度。默认为常数值 1.0E-6 m²/s²。
指定通量使用此选项可指定壁面处的颗粒温度通量。此方法仅适用于壁面边界。	颗粒温度通量壁面边界处相的颗粒温度通量。默认为常数值 1.0E-6 J/m²s。
Johnson-Jackson 将 Johnson-Jackson 模型可对颗粒流中颗粒相的壁面剪切应力进行建模。此模型是估计近壁颗粒温度的更实际合理的方法。此方法仅适用于壁面边界。	壁面复原系数颗粒与壁面之间的碰撞恢复系数。此值表示冲击之前和之后的颗粒速度之比。默认情况下，该值设为 0.9。值 1 表示完全弹性碰撞。此值为 Eqn. (2398) 中的 $e_{w}$ 。

区域设置

应用于流体区域。

每个颗粒相具有以下相条件：

颗粒温度源选项

设置颗粒温度源项。

设置	对应的物理值节点
激活	颗粒温度源颗粒温度源导数
停用	无。

颗粒温度求解器

仅当在物理连续体中激活颗粒温度传输时，此求解器才可用。

专家类别中的属性用于临时调试情况，代价是降低模拟精度并增加内存使用量。不要更改其中的任何属性，除非通晓 Simcenter STAR-CCM+ 中使用的离散化方法。

亚松弛因子: 每次迭代时，此属性都会控制新计算的求解取代旧求解的范围。默认值为 0.8。
冻结重构: 开启时，Simcenter STAR-CCM+ 不会在每次迭代时更新重构梯度，而是使用上一次迭代更新的梯度。激活保留临时储存与此属性结合使用。默认情况下，此属性处于关闭状态。
归零重构: 开启时，求解器在下一次迭代时会将重构梯度设为零。此操作意味着，用于迎风的面值 (Eqn. (871)) 以及用于计算网格单元梯度的面值（Eqn. (883) 和 Eqn. (884)）将变为一阶估计值。默认情况下，此属性处于关闭状态。如果开启此属性之后关闭它，则求解器将在下一次迭代时重新计算梯度。
冻结求解器: 开启时，求解器在迭代过程中不更新任何物理量。该选项默认情况下关闭。这是一个调试选项，由于缺少储存，它可能导致不可恢复的错误和错误的求解。有关详细信息，请参见有限体积求解器参考。
保留临时储存: 开启时，Simcenter STAR-CCM+ 将保留求解器在迭代期间生成的额外场数据。保留的特定数据取决于求解器，且在后续迭代期间可用作场函数。默认情况下关闭。有关这些场函数的完整列表，请参见通用求解器场函数。

颗粒温度场函数

激活颗粒温度传输模型后，可以使用以下场函数。

Bulk Viscosity of Particle(颗粒总体粘度): $ξ_{p}$ （位于 Eqn. (2390) 中）。

Collisional Solid Pressure of Particle(颗粒碰撞固相压力): $P_{p}^{C}$ （位于 Eqn. (2388) 中）。

Collisional Viscosity of Particle(颗粒碰撞粘度): $μ_{p}^{C}$ （位于 Eqn. (2394) 中）。
颗粒的单位颗粒能量耗散: $γ$ （位于 Eqn. (2379) 中）。

颗粒的单位颗粒能量生成: Eqn. (2375) 右侧的第一个项。

Granular Temperature Diffusion Coefficient of Particle(颗粒温度扩散系数): $κ$ （位于 Eqn. (2376) 中）。

颗粒的颗粒温度: Eqn. (2375) 中的颗粒温度。

Kinetic Solid Pressure of Particle(颗粒动力学固相压力): $P_{p}^{K}$ （位于 Eqn. (2389) 中）。

Kinetic Viscosity of Particle(颗粒动力学粘度): $μ_{p}^{K}$ 请参见 Eqn. (2395) 和 Eqn. (2396)。

方法	对应的物理值节点
零梯度边界处颗粒温度的梯度设为 0。	无。
用户自行指定边界值。此方法不可用于壁面边界。	颗粒温度边界处相的颗粒温度。默认为常数值 1.0E-6 m²/s²。
指定通量使用此选项可指定壁面处的颗粒温度通量。此方法仅适用于壁面边界。	颗粒温度通量壁面边界处相的颗粒温度通量。默认为常数值 1.0E-6 J/m²s。
Johnson-Jackson 将 Johnson-Jackson 模型可对颗粒流中颗粒相的壁面剪切应力进行建模。此模型是估计近壁颗粒温度的更实际合理的方法。此方法仅适用于壁面边界。	壁面复原系数颗粒与壁面之间的碰撞恢复系数。此值表示冲击之前和之后的颗粒速度之比。默认情况下，该值设为 0.9。值 1 表示完全弹性碰撞。此值为 Eqn. (2398) 中的 $e_{w}$ 。