PFC流固耦合

目录

流固耦合

浮力的实现

流体网格生成

流体框架实现浮力

达西流案例简介

流固耦合

浮力的实现

        首先生成盒子和ball，然后定义水位线，通过浮力计算公式求解出浮力。

new 
domain extent -10 10 wall generate box -5 5ball create id 1 position 0 4 radius 0.5
ball attribute density 0.9e3 damp 0.7
cmat default model linear property kn 1e7def fuli(V_underWater)fuli=V_underWater*1e3*9.8  ；浮力计算公式，定义成fish函数
end[bp=ball.find(1)] ；给出指针
def get_Vpos_y=ball.pos.y(bp)  ；参数必须要给定指针fuliOnKeli=0if pos_y+0.5 <= 0 then   ；球体完全浸入水中V_water=math.pi*0.5*0.5fuliOnKeli=fuli(V_water)else if pos_y-0.5>0 then  ；球体未在水中fuliOnKeli=0else    ；讨论只有一部分球体在水中的情况h = 0.5 - math.abs(pos_y-zf_)Vcap=math.pi*h^2*(3*0.5 - h) /3.0  ；算帽子部分的体积if pos_y>0 thenfuliOnKeli=fuli(Vcap)elsefuliOnKeli=fuli(math.pi*0.5*0.5-Vcap)  ；总体积减去帽子部分的体积endif        endif    ball.force.app.y(bp)=fuliOnKeli ；force applyvel=ball.vel.y(bp)
endset gravity 9.8  ；给出重力，让球体下降set timestep fix 1e-4set fish callback -1.0 @get_Vgeometry generate box -5 5 -0.1 0.1 
；在中间部分使用geometry来生成一个box表示水位线
history id 1 @vel  ；记录速度的变化
solve time 15  ;solve 15秒

流体网格生成

使用create_mesh程序来生成node文件和element文件。

在pfc3d中实现

new
domain extent -10 10configure cfd
cfd read nodes Node.dat
cfd read elements Elem.dat

流体框架实现浮力

element cfd attribute keyword ... <range>

设置cfd元素的属性

new 
domain extent -10 10 wall generate box -5 5  ；生成box
ball create id 1 position 0 0 4 radius 0.5
cmat default model linear property kn 1e7
ball attribute density 0.1e3 damp 0.7   ；生成ball，并分配属性
configure cfd
cfd read nodes Node.dat
cfd read elements Elem.dat  ；生成流体网格cfd buoyancy on  ；打开浮力开关
element cfd attribute density 1000.0
element cfd attribute viscosity 1.5[bp=ball.find(1)]def jiancevel=ball.vel.z(bp)end   ；监测速度set gravity 9.8set timestep fix 1e-4set fish callback -1.0 @jiance  ；得到实时监测结果history id 1 @vel
solve time 15

达西流案例简介

darcy.py

使用达西求解器

改变网格大小

self.mesh = fp.Grid3D(nx=10, ny=20, nz=10, dx=0.01, dy=0.01, dz=0.01)

定义流体边界和压力

solver.inlet_mask = fy == 0
solver.outlet_mask = reduce(np.logical_and,(fy==0.2, fx<0.06, fx>0.04, fz>0.04, fz<0.06))
solver.set_inflow_rate(1e-5)
solver.set_pressure(0.0, solver.outlet_mask)

一个网格里至少要放50个颗粒，如果颗粒数过少，在计算孔隙率时会有较大误差，甚至报错。