DPM — CAE术语解说

没错。DPM是Eulerian-Lagrangian法的一种，连续相（气体·液体）在Euler意义下用格子求解，而粒子·液滴·气泡等分散相则以Lagrange意义追踪各个粒子轨迹。在Ansys Fluent、CFX、OpenFOAM的lagrangian库中有所实现。喷雾雾化、煤粒燃烧、气溶胶输运、药物吸入器解析等，粒子混合在流体中进行输运和反应的问题中广泛使用。

DPM中有代表粒子（parcels）的概念，物理性质相同（尺寸·速度·温度相同）的众多实粒子用1个代表粒子来表示。比如1亿个液滴可以用100万个parcel来代表。对每个parcel求解Newton第二定律来追踪轨迹，并与流体交换动量·热·质量。可以选择单向耦合（粒子→流体无影响）或双向耦合（相互影响），当粒子体积分率较高时也可与DEM（离散元法）结合使用。

典型例子是柴油发动机喷射解析。在DPM中追踪从高压喷嘴喷出的燃料液滴，同时顺序计算液滴蒸发（质量传递）→燃料蒸汽混合→化学反应（燃烧）。液滴的阻力采用Schiller-Naumann相关式，蒸发采用Ranz-Marshall传热模型是标准做法。液滴一次破碎采用KH（Kelvin-Helmholtz）不稳定性，二次破碎采用RT（Rayleigh-Taylor）不稳定性模型相结合，来再现喷雾微粒化。

sprayFoam是支持DPM的反应性喷雾解析求解器，常用于发动机筒内解析。对于非反应DPM输运，通常将simpleFoam或rhoSimpleFoam与lagrangian/intermediate库结合使用。还可以利用粒子形状影响（非球形粒子阻力修正）、壁面碰撞模型（反射·附着·粒化）、粒子间碰撞的一维模型等功能。计算负荷受粒子数和单向/双向耦合设置的影响很大，实务中的做法通常是先用无粒子影响的单向耦合来确认流场，再转换到双向耦合。