Palabos程序代码解读 | particle应用externalFlowAroundObstacle.cpp

externalFlowAroundObstacle.cpp

这个算例里，particle是不影响流体的，文中注释表明该算例的particles仅仅是可视化的作用，用于绘制流线图。

主要内容为：
使用的是DenseParticleField3D。

 typedef DenseParticleField3D<T,DESCRIPTOR> ParticleFieldT;

定义参数。

    int particleTimeFactor;             // If the particle time factor is 2, then the integration time step//   for the particles is twice that of the fluid.T particleProbabilityPerCell;       // Probability of injection of a particle at an injection cell at each time step.T cutOffSpeedSqr;                   // Criterion to eliminate particles with very small velocity.int maxNumParticlesToWrite;         // Maximum number of particles in the output VTK files.

定义MultiParticleField3D，particleArg，particleFluidArg，particleArg与cutOffSpeedSqr一起集成到AdvanceParticlesEveryWhereFunctional3D中，用于更新particles位置，数据处理器level为0，particleFluidArg与particleTimeFactor一起集成到FluidToParticleCoupling3D，用于更新particles速度，数据处理器level为1。
定义injectionDomain，用于后续输出particles时使用。
定义PointParticle3D至模板particleTemplate，从src源码来看，第一个是tag，第二个是坐标，第三个是速度，该particleTemplate用于后续输出particles时使用。
定义particleInjectionArg，与particleTemplate，particleProbabilityPerCell，injectionDomain一起被集成到InjectRandomParticlesFunctional3D里，数据处理器level为0。

定义出口Box3D absorbtionDomain(param.outlet);，这里直接用了流场的出口位置，集成到数据处理器AbsorbParticlesFunctional3D上，level为0。

执行数据处理器particles->executeInternalProcessors();。

 MultiParticleField3D<ParticleFieldT>* particles = 0;particles = new MultiParticleField3D<ParticleFieldT> (lattice->getMultiBlockManagement(),defaultMultiBlockPolicy3D().getCombinedStatistics() );std::vector<MultiBlock3D*> particleArg;particleArg.push_back(particles);std::vector<MultiBlock3D*> particleFluidArg;particleFluidArg.push_back(particles);particleFluidArg.push_back(lattice);// Functional that advances the particles to their new position at each predefined time step.integrateProcessingFunctional (new AdvanceParticlesEveryWhereFunctional3D<T,DESCRIPTOR>(param.cutOffSpeedSqr),lattice->getBoundingBox(), particleArg, 0);// Functional that assigns the particle velocity according to the particle's position in the fluid.integrateProcessingFunctional (new FluidToParticleCoupling3D<T,DESCRIPTOR>((T) param.particleTimeFactor),lattice->getBoundingBox(), particleFluidArg, 1 );// Definition of a domain from which particles will be injected in the flow field.Box3D injectionDomain(0, 0, centerLB[1]-0.25*param.ny, centerLB[1]+0.25*param.ny,centerLB[2]-0.25*param.nz, centerLB[2]+0.25*param.nz);// Definition of simple mass-less particles.Particle3D<T,DESCRIPTOR>* particleTemplate=0;particleTemplate = new PointParticle3D<T,DESCRIPTOR>(0, Array<T,3>(0.,0.,0.), Array<T,3>(0.,0.,0.));// Functional which injects particles with predefined probability from the specified injection domain.std::vector<MultiBlock3D*> particleInjectionArg;particleInjectionArg.push_back(particles);integrateProcessingFunctional (new InjectRandomParticlesFunctional3D<T,DESCRIPTOR>(particleTemplate, param.particleProbabilityPerCell),injectionDomain, particleInjectionArg, 0 );// Definition of an absorbtion domain for the particles.Box3D absorbtionDomain(param.outlet);// Functional which absorbs the particles which reach the specified absorbtion domain.integrateProcessingFunctional (new AbsorbParticlesFunctional3D<T,DESCRIPTOR>, absorbtionDomain, particleArg, 0 );particles->executeInternalProcessors();

循环时，用于输出vtk文件。

if (i % param.vtkIter == 0) {pcout << "Writing VTK at time t = " << i*param.dt << endl;writeVTK(*boundaryCondition, i);if (param.useParticles) {writeParticleVtk<T,DESCRIPTOR> (*particles, createFileName(outputDir+"particles_", i, PADDING) + ".vtk",param.dx, param.maxNumParticlesToWrite );}}

在lattice进行碰撞迁移循环的时候，对particles也进行数据处理器的执行。

     lattice->executeInternalProcessors();lattice->incrementTime();if (param.useParticles && i % param.particleTimeFactor == 0) {particles->executeInternalProcessors();}

小总结

如果想在流场中定义一个仅用于绘制流线图的particles，首先需要定义必须的参数，接着定义particleArg用于更新位置，particleFluidArg用于更新速度，particleInjectionArg用于生产particles，其次还需要particleTemplate来决定生产何种种类的particles，injectionDomain和absorbtionDomain用于决定生成和消除particles的区域位置。集成完毕后在lattice碰撞迁移后面增加particles->executeInternalProcessors();即可。

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