本次要介绍的软件ParticleWorks是一款很有趣的CFD软件。

我总觉得随着计算机性能的不断发展，粒子法在CFD应用中会逐渐成为主流。甩开那些理论方面的大道理不谈，我们想想生活中流体流动，归根结底还是那些流体分子颗粒在运动，只不过当前的计算能力不足以支持如此大规模的颗粒轨迹计算罢了。

ParticleWorks就是一款基于粒子法的CFD软件，详细介绍可参阅该软件的官方网站http://www.particle-works.com/。和众多粒子法软件一样，ParticleWorks的使用也是极为简单的。

下面以一个齿轮润滑的案例来演示这软件的使用流程。这是一个齿轮携油案例，结果如下图所示。

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 创建新工程

• 启动ParticleWorks

• 选择菜单文件 → 新建项目打开项目新建对话框

• 项目新建对话框中，输入项目名及项目路径，点击完成按钮创建新项目

这软件安装完了之后界面是中文的，目前还没搞清楚如何调整成英文，界面中好多术语被翻译得不伦不类

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 准备几何

包括导入外部几何文件以及内部流体域的构建。

2.1 导入几何

• 点击工具栏导入模型向导按钮

• 点击模型向导中打开文件按钮，在文件打开对话框中选择几何文件gear.stl 及 gear_box.stl

导入几何如下图所示。

2.2 填充油液

• 选中向导中的Fill节点，点击右侧按钮液面

• 选中模型树Fill节点，属性窗口中设置重心为[-60 0 -20]，设置生成粒子的方向为zLower

2.3 计算域

• 点击向导中解析领域按钮创建计算域

• 弹出的对话框中，选择所有物体，设置空白为20.0

生成的计算域如下图所示。

图中的平面为油液表面

3 材料属性

• 点击向导中的下一步按钮进入下一步操作

• 点击按钮打开物理属性管理器，启动材料属性定义对话框

• 在对话框中点击加号按钮添加Fluid材料

• 设置材料名称为Oil，设置密度为800 kg/m3，运动粘度为1e-5 m2/s

• 添加Polygon材料，采用默认参数设置

• 进入组合标签页（不知道谁翻译的，把Interactions翻译成组合，也是没谁了），设置接触角为60°

• 点击Close按钮关闭对话框

• 向导中设置gear.stl及gear_box.stl的材料为Polygon，修改fill的材料为oil

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定义运动

• 双击模型树节点gear.stl

• 属性窗口中切换至关键帧标签页，设置关键词为旋转。（谁把key翻译成关键词了，也是没谁了，天啊，怎么才能换回英文版？）

• 设置插值为轴旋转

• 设置类型为角速度（rpm)，设置旋转轴为[0 1 0]，表示绕y轴旋转

• 插入关键帧，在第一个关键帧出点击右侧加号按钮

• 在时间轴上拖动关键帧到第15帧，插入关键帧，设置值为-400

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设置求解参数

• 点击工具栏按钮解析设置向导，进入参数设置向导

• 向导面板中设置长度单位为mm，设置初期粒子间距为2，点击下一步按钮进入下一步设置

这个初期粒子间距不知道是什么鬼，英文版本中明明是叫Partcile size

• 设置压力类型为Explicit，设置表面张力类型为Potential，点击下一步按钮进入热设置面板

• 热设置中保持默认设置，点击下一步按钮

• 设置结束时间为2 s，设置时间步长为0.0001 s，设置文件输出间隔为0.01 s

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计算求解

• 点击向导中的Execute按钮打开求解设置对话框

• 设置运行模式为前处理并解析，设置cpu数量

• 点击执行按钮开始计算

计算消耗时间比较长，本案例在6核CPU上计算大约需要20分钟左右。

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显示结果

显示颗粒运动动画，如下图所示。

以液面形式显示，如下图所示。

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摸索了一下，发现软件改成英文界面的方法：

修改D:PrometechParticleworks_5.2.0_150930particleworksetcparticleworks.conf，修改default_options选项，增加-J-Duser.language=en -J-Duser.country=US，重新开启Partcleworks即为英文版。

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道