App评估评估评估混合器的性能性能

混合器因，低廉低廉，易于且维护低等优点优点，成为等优点优点优点优点各各类类类类工程工程工程的常用常用常用工具。。。在在评估评估混合器能否满足某某某是否足够。本篇文章文章中中中中中中中如何借助借助借助借助借助借助粒子粒子模块模块模块模块模块模块模块模块模块模块模块模块模块模块模块模块模块模块模块模块模块模块模块

App的的的设计基础基础基础基础基础

在“层流” app设计器设计器设计器设计器设计器前前层流混合器教程。模型贯穿设备粒子轨迹对静态的的性能了评估评估。。如果如果您您希望希望希望希望希望深入深入深入了解此教程教程教程及学习学习的的的

• 如何模拟流静态内的粒子追踪
• 层流静态混合器建模
• 静态混合器建模

app相同的的相同相同相同几何模型下图所示示示示示示所所所所所所由一一一一一段段段段装有装有三三个螺旋螺旋叶片的的构成构成构成构成构成构成构成构成流体运送管道时，静态静态叶片使混合在一起。。

层流静态模型的几何。。

用于研究静态的的的

借助下图中的层流静态粒子设计器设计器设计器，我们我们出轨迹轨迹，然后轨迹轨迹内置后处理定量及定性地对的的的性能性能

“层流混合器设计器”（UI）截图截图截图截图截图

app中中大量几何参数和材料，在材料材料属性材料材料时时时时时，可模型时时时时时模型模型模型选择使用使用使用使用使用使用一一一个，，两两个个或或或三三三个个螺旋式搅拌搅拌数量和后参数。

为了准确绘制混合器内不同分布变化，我们，并，并，并流体流动粒子追踪接口对进行。粒子位置是运动公式计算的的的的，而而的的的计算位置位置矢量矢量的分量则则则需求需求：

（1）

其中\ mathbf {q}（：：m）表示，M_P（：：公斤）表示粒子，，\ Mathbf {f} _t（：：n）表示表示。牛顿公式了的的，并惯性惯性，并允许粒子

在模型模型，粒子只曳力的作用

（2）

其中应用了：：

• \ mathbf {v}（：：多发性硬化症）表示粒子速度
• \ Mathbf {U}（：：多发性硬化症）表示流体速度
• D_P（：：m）表示粒子直径
• \ rho_p（：：kg/m^3）表示粒子密度
• \亩（：：kg/（m \ cdot s））表示表示粘度粘度

stokes曳力定律于相对雷诺数远小于小于小于的粒子也是是是

（3）

其中\ rho（：：kg/m^3）表示表示本文案例符合定律。下图了中中具有代表性代表性的的粒子粒子样本。这些这些粒子从从混合器的释放并流向流向流向左z坐标，可直观对比横截面粒子位置和初始位置。

静态混合器粒子轨迹的。。

借助应用程序开发器开发器量化混合器的性能性能

观察一定上判断混合物的程度，针对程度程度，针对案例，混合的，混合的案例案例案例案例性能性能的的的的的可视化可视化能够能够能够通过通过创建创建粒子粒子位置位置的相图中中中轨迹轨迹是说，可以是用户自表达式二维绘图的坐标轴坐标轴上上表示表示粒子轨迹。。常常用用用于于于绘制绘制绘制特定特定方向方向相空间分布。

在中，相图用观察每粒子在通过的中中中位置的的为为为为为为为为为种粒子象限。从中看出看出，初始初始可以释放的的深蓝色于于X和z轴的正。

相图显示粒子通过混合器中的横向。。

相位地的粒子没有完全均匀地混合图中存在存在数量数量密度密度偏高偏高或或或偏的的的的，同时区域区域区域区域区域区域同时同时同时同时同时

相图存在潜在，这缺陷缺陷因为绘制的同一一时刻相空间空间内内内的的粒子y坐标粒子的混合器可视化绘图也一定的误导性误导性，这误导性误导性误导性误导性误导性因为一些一些一些一些更更更更靠近靠近叶片的粒子可能可能可能可能会晚于晚于粒子到达出口出口，该映射出轨迹与位置平面的交点。。

下图中，每个上的颜色时该粒子的初始X坐标，蓝色初始为方向，红色红色负方向接下来我们再次观察出口处红蓝粒子的的。

庞加莱映射了维绘图中粒子的。。

我们从映射中获取大量大量性能性能的信息信息信息信息信息信息信息信息信息的的的的的工业工业而言言言言的，但模糊，难以，难以来说，任何

幸运幸运，“ app开发器”和“方法”提供提供提供工具帮助我们创建专业的的高端后处理程序程序分布指数是一用评估粒子分布度量标准标准，它标准标准标准定义定义：

（4）

我们将划分面积相等的或或象限，然后计算方差为圆形，所以为圆形多个半径不同的同心圆来出口n_r个环状区域

通过绘制夹角相等直径，每每个区域可以成成成n _ {\ phi}个面积相的域

这些细分的会产生n_q = n_r n _ {\ phi}个面积相同象限。x_i表示第我象限内数量，则则个内的平均为为

每个内粒子数量为为

我们我们app中中了（（p_computeindexofdispersion）方法方法计算指数。。

/ * * p_computeindexofdispersion *此方法计算出口处的分散索引。*该方法在p_initapplication和m_compute中被调用。*/ //在出口处获取粒子的X-和z坐标//分别将其存储在矩阵QX和QZ中。model.result（）。数字（）。创建（“ par1”，，，，“粒子”）；model.Result（）。数值（“ par1”）。放（“ solnum”，，，，新的细绳[]{“ 14”}）;model.Result（）。数值（“ par1”）。放（“ expr”，，，，“ QX”）；model.Result（）。数值（“ par1”）。放（“单元”，，，，“ M”）；双倍的[] [] qx = model.result（）。数值（“ par1”）.getReal（）;model.Result（）。数值（“ par1”）。放（“ expr”，，，，“ QZ”）；model.Result（）。数值（“ par1”）。放（“单元”，，，，“ M”）；model.Result（）。数值（“ par1”）。放（“ solnum”，，，，新的细绳[]{“ 14”}）;双倍的[] [] qz = model.result（）。数值（“ par1”）.getReal（）;//使用“ AT”操作员获取所有粒子的初始X坐标//并将其存储在矩阵QX0中。model.Result（）。数值（“ par1”）。放（“ expr”，，，，“（0，QX）”）；model.Result（）。数值（“ par1”）。放（“单元”，，，，“ M”）；model.Result（）。数值（“ par1”）。放（“ solnum”，，，，新的细绳[]{“ 14”}）;双倍的[] [] qx0 = model.result（）。数值（“ par1”）.getReal（）;//不再需要粒子评估。model.result（）。数值（）。删除（“ par1”）；双倍的ra = model.param（）。评估（“ RA”）；//出口半径intnp = qx.length;//粒子数intnr = nbrr;//在径向方向上的细分数量intnphi = nbrphi;//在方位角沿每个象限的细分数量intnbrquad = nr*4*nphi;// Quadrats的总数（区域）双倍的deltaphi = math.pi/（2*nphi）;//每个Quadrat的角宽度int索引=0;intir =0;intiphi =0;int[] x =新Int[nbrquad];//数组到存储每个Quadrat的点数//开始循环从所有粒子上为了（（inti =0;我//确定每个粒子在哪个四边形。ir =（（int）Math.floor（（Math.pow（qx [i] [qx [i] [0]，，2）+Math.pow（qz [i] [0]，，2）*nr/math.pow（ra，2）;iphi =（（int）Math.floor（Math.atan2（qz [i] [qz [i] [0]，qx [i] [0]）*Math.signum（qz [i] [0]）/deltaphi）;如果（Math.signum（qz [i] [0]）<0）{iphi =（（int）Math.floor（（（（2*MATH.PI-MATH.ATAN2（qz [i] [0]，qx [i] [0]）*Math.signum（qz [i] [0]））/deltaphi）;} index =4*nphi*ir+iphi;//在评估混合器性能时仅考虑一半的颗粒。如果（qx0 [i] [0] <0）{x [index] = x [index]+1;}}}//计算平均值双倍的sum =0;为了（（inti = <0;我//计算方差双倍的xmean = sum/nbrquad;sum =0;为了（（inti =0;我2）；} indexofdispersion = sum/xmean;

上述的用于分布指数下下下，分布情况下下下情况减减小小小意味意味着着着着着粒子粒子粒子粒子会会会分布分布得得得得更加更加更加更加均匀。。。根据根据根据根据根据根据根据的为1200，只用个时为为为因此，分布分布定量地说明绘图：使用绘图：使用：使用使用的搅拌搅拌

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