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一、基础概念
1. 耦合与非耦合
耦合：在耦合DPM模拟中，粒子的作用被用来影响流动。这些影响作为DPM源传输到流中。DPM解决方案和流解决方案应该达到聚合的、自一致的解决方案。因此，有几个选项可以一起运行这些解决方案。
非耦合：在DPM中，DPM颗粒的唯一目的是用于后处理，因此粒子不会被跟踪，除非个人有要求，例如计算和显示粒子轨迹。粒子仍然可以通过传热和传质发生变化，但相应的变化（如蒸发液滴的蒸汽）不会影响流动溶液。粒子所发生的传热和传质不会影响流场。
2. 稳态与非稳态追踪（定常与非定常跟踪）
指定Fluent如何跟踪已定义的粒子。如果稳定跟踪被启用，那么一旦粒子被释放，它就会被跟踪，直到它根据指定的边界行为到达最终目的地(或者直到使用了固定数量的粒子时间步长)。因此，每个粒子通常穿过模型的许多单元，与流体相互作用，并(在耦合DPM模拟中)改变每个单元中的DPM源。这些源影响流体解的迭代数或时间步长，流体解可以是稳定的或不稳定的。然后，如果需要，跟踪一组新的粒子轨迹，更新DPM源，并重复该序列。在非定常流场中使用定常DPM的一个例子是，虽然最终目标是得到定常解，但所选的流场模型需要进行瞬态模拟。
非稳态追踪：如果启用了非定常跟踪，则在流场解更新之前，每个粒子将被指定数量的粒子时间步推进，不一定要到达最终目的地。当非定常DPM与非定常气流流动耦合时，尽管DPM与流动采用不同的时间步长，颗粒与气流在时间上同时发展。
如果有连续的DPM颗粒源通过系统，非定常DPM也可以耦合到定常流解。对于定常或非定常流动，有几种DPM模型需要进行非定常跟踪。例如，在喷雾聚结和碰撞模型中，粒子在与其他粒子相互作用的基础上随时间变化，因此必须同时跟踪它们。
3. 粒子包
使用耦合DPM时，粒子注入的质量流率通常是必需的相关输入参数，因为它决定了DPM源的绝对值。质量流量可转换为单位时间内注入的颗粒数。在模拟中跟踪粒子的数量通常是非常多的。因此，严格地说，相当于该模型跟踪许多“包裹”，每个包裹代表总连续质量流率的一小部分(在稳定跟踪中)或在一段时间内释放的总质量流的一小部分。
有时将每个包裹称为一个代表性粒子对于计算是非常有利的，因为它具有指定的粒子直径，并且它在流体流动中的轨迹使用适合于单个粒子的松弛时间。(松弛时间是粒子动量与阻力的比值)。然而，在计算DPM源时，包裹的质量(或质量流率)变得很重要:例如，如果一个有代表性的液滴通过蒸发失去了少量蒸汽，那么整个包裹的总体影响通常会大得多。其他模型也使用包裹质量(或质量流率)来计算DPM材料的总浓度，特别是密集离散相模型(DDPM)使用该浓度来输入代表相同材料的欧拉相的体积分数。
有关密集离散相模型的详细信息，请参阅Fluent理论指南中的密集离散相模型。
在离散元法(DEM)中，包裹的概念尤为重要，其中包裹占据有限的体积并阻碍其他DEM包裹。包裹所占的体积是直接从它所代表的质量中计算出来的(因此，当包裹聚集在一起时，可以创建一个真实的密度)。等效包裹直径用于计算包裹之间的接触和力。然而，对于通过流体的轨迹，仍然使用粒子直径。
DPM模型中的包裹数是在模型设置中选择的，而不是由真实的粒子数定义的。在定义初始条件时，有几个输入可用于调整包裹数量，如注射位置的数量和(非定常跟踪)注射频率(为离散阶段设置初始条件)。子模型中的其他输入包括:尺寸分布中的尺寸数量(使用rosin-rammler直径分布法);湍流中的随机尝试次数;以及某些喷雾剂的破碎特性。大量的包可能在计算上很昂贵，因此没有一个单个包对流体有很大的影响，但它通常有助于收敛。通常你应该设置足够的“包”来产生一个统计样本，代表粒子行为的全部范围。
二、离散向模型的限制
1.体积分数的限制
通常小于10 - 12%。离散相的质量负荷可能大大超过10~12%:您可以解决离散相的质量流等于或超过连续相的质量流的问题。对于DPM的某些变体，这一限制放宽。例如，密集离散相模型(DDPM)增加了摩擦和体积分数的影响，使浓度接近堆积极限。当局部高浓度的喷雾液滴引起聚并和碰撞时，这些现象可以包含在一些喷雾模型中。在离散元模型中，对固体颗粒之间的包裹接触进行了详细的建模，使包裹能够紧密地包裹在一起。
2.粒子努森尔数的限制
一般来说，离散相模型仅限于连续相气体分子的平均自由程远小于颗粒直径(Knudsen数)的连续相区域。对于气相的平均自由程与粒子直径相同数量级的情况，你可以使用Stokes-Cunningham阻力定律。离散相模型不应应用于自由分子流动状态。请注意，默认情况下，Ansys Fluent将最小颗粒直径限制为10 nm。如果你想模拟低于这个限制的粒子，你可以使用define/models/dpm/options/set- minimal -particle-diameter文本命令设置最小粒子直径。
3. 模拟颗粒连续悬浮的局限性
稳定粒子拉格朗日离散相流模型适用于将粒子流注入具有明确进出口条件的连续相流的流动。拉格朗日模型不能有效地模拟颗粒在连续介质中无限悬浮的流动，如在搅拌槽、混合容器或流化床等封闭系统中的固体悬浮。然而，非定常颗粒离散相模型能够模拟颗粒的连续悬浮。
4. 粒子旋转模型的限制
使用旋转粒子时，请注意以下限制:
在启用随机粒子碰撞模型(包括碰撞和液滴合并)的模拟中，粒子旋转不受粒子/粒子碰撞的影响。
粒子旋转不适用于无质量粒子。
粒子旋转与移动参考系模拟不兼容。
对于雾化器注入，初始角速度设为零。
在DPM耦合模拟中，没有考虑Magnus升力对流体的影响
5. 与其他Ansys Fluent模型一起使用离散相位模型的局限性
(1) 当将DPM模型与任何多相流模型(VOF、混合或欧拉模型)结合使用时，不能选择共享内存方法(离散相模型的并行处理)。(请注意，使用消息传递或混合方法可以使所有多相流模型与DPM模型兼容。
(2) 当将DPM模型与欧拉多相模型结合使用时，被跟踪的粒子仅依赖于初级相来计算阻力、热量和传质。此外，任何与DPM相关的源项都应用于初级阶段。不提供相对于次级相的粒子跟踪。
(3) 在耦合模拟中，不能用稳定粒子轨迹来模拟顺流周期流(不论是指定的质量流量还是指定的压降)。利用瞬态粒子轨迹是可能的。
(4) 当使用预混合燃烧模型时，只能包括不反应的颗粒。
(5) 当使用滑动网格或移动或变形网格时，表面注入将随着网格移动，但是只有与边界相关的表面将被重新计算。来自切割平面的注入不会随着网格移动，并且在重新网格划分时将被删除。
(6) 壁膜模型只适用于液体材料。如果非液体粒子与壁膜边界相互作用，则边界条件将默认为反射边界条件。
(7) 当多个参考系与离散相位模型一起使用时，默认情况下粒子轨迹的显示将没有意义。同样，耦合的离散相位计算也没有意义。多参考系下粒子跟踪和耦合离散相位计算的另一种方法是基于绝对速度而不是相对速度来跟踪粒子。要进行此更改，请使用define/models/dpm/ options/track-in-absolute-frame text命令。请注意，结果可能强烈依赖于多个参考框架内墙壁的位置。粒子注入速度(在Set injection Properties对话框中指定)是相对于粒子被跟踪的参考系来定义的。缺省情况下，注入速度是相对于本地参考系指定的。如果启用了track-in-absolute-frame选项，则注入速度是相对于绝对帧指定的。
(8) 相对粒子跟踪不能与滑动和移动变形网格结合使用。如果滑动和/或变形网格与DPM模型一起使用，粒子将始终在绝对坐标系中被跟踪。不允许切换到相对坐标系。
(9) 使用非基于网格区域的颗粒释放表面的表面注射与以下模型不兼容：
a) 网格运动(滑动网格)
b) 动态网格
c) 自动适应
(10) 当使用带有偏移网格的DPM模型时，请注意以下几点:
a) 必须启用高分辨率跟踪选项
b) 壁膜颗粒不能在不同的重叠网格之间移动
(11) 混合并联DPM跟踪方法不具有以下模型和特征:PDF传输模型在多相模型对话框(阶段选项卡)中选择具有接近包装极限的体积分数的DDPM(密集DPM)模型粒子轨迹图形化显示将粒子轨迹导出到粒子历史文件中，如果使用了这些模型或特性中的任何一个，Fluent将自动退回到消息传递并行DPM跟踪选项。混合并行DPM跟踪方法的“使用DPM域”选项将不会在以下任何情况下使用:如果启用了欧拉壁膜模型，，如果案例具有动态区域，如果案例具有滑动界面，如果案例包含非区域表面注入(即通过非区域表面定义位置的注入)，如果在这些情况下启用了Use DPM Domain选项，Ansys Fluent将发出消息警告DPM Domain被抑制。您可以通过禁用离散相位模型对话框的并行选项卡中的使用DPM域选项来避免此消息。有关与混合并行方法相关的其他限制，请参阅与其他Ansys Fluent模型一起使用离散相位模型的限制。
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