被动标量模型参考

被动标量可用于单相物理连续体和两相热力学平衡流体。对于混合多相流体和所有其他多相流体，被动标量可用于每个欧拉相或拉格朗日相。被动标量还可以流经多孔介质，在这些介质中，它们可以显示出各向异性扩散。


提供方式	单相或混合多相流模拟： [物理连续体] > 模型 > 可选模型多相模拟： [相] > 模型 > 可选模型
节点路径示例	单相模拟：连续体 > 物理 1 > 模型 > 被动标量多相模拟：连续体 > 物理 1 > 模型 > 多相 > 相 1 > 模型 > 被动标量
要求	单相模拟：材料：气体、液体、多组分气体和多组分液体之一流体：任何多相模拟：材料：多相多相流模型：以下某个选项：两相热力学平衡、任何流体模型。被动标量模型仅可用于物理连续体。混合多相流 (MMP)。被动标量模型可用于物理连续体且对每个欧拉相均可用。欧拉多相流 (EMP) 或流体体积 (VOF)。被动标量模型对每个欧拉相均可用。不可用于液膜相。
属性	关键属性包括：二阶梯度对流流体边界扩散 SUPG 请参见被动标量属性。
右键单击操作	在被动标量 > 被动标量节点上：新建。
激活	模型控制(子节点)	被动标量请参见被动标量模型控制参考。
	材料	在被动标量的材料属性节点下：分子扩散率湍流施密特数（用于湍流）请参见材料和方法。
	初始条件	被动标量请参见初始条件。
	边界输入	请参见边界设置。
	区域输入	`被动标量源选项` 请参见区域设置。
	求解器	被动标量请参见被动标量求解器属性。
	监视器	每个被动标量一个残差监视器。
	场函数	请参见场函数。

被动标量属性

属性二阶梯度和对流都适用于分离流和耦合流体模型。属性 SUPG 仅适用于粘性流模型。

二阶梯度

忽略或包括用于扩散的边界二阶梯度和/或网格面上的内部二阶梯度。

开启：默认值。对内部和边界类型的二阶梯度求解。
关闭：不会对任何类型的二阶梯度进行求解。
仅限内部：仅对内部二阶梯度进行求解。
仅限边界：仅对边界二阶梯度进行求解。

对流

在传输方程中，可以从一系列计算网格单元面上的对流项的格式中进行选择。此计算需要 Simcenter STAR-CCM+ 根据环绕网格单元值计算物理量的面值。计算此面值使用的具体方法对数值格式的稳定性和精度具有重要影响。有关选择对流格式的指南，请参见对流通量。

一阶：一阶对流格式。
二阶：二阶对流格式。

流体边界扩散

开启时，启用沿流边界扩散被动标量。关闭时禁用扩散。默认值为打开。

SUPG

流线迎风 Petrov-Galerkin 平流稳定性项 $β_{SUPG}$ （Eqn. (1039) 中）。默认值为 1.0。

材料和方法

分子扩散率

指定被动标量的分子扩散率。

默认情况下，被动标量使用施密特数函数，这尤其适用于要使被动标量以不同于流体的速率扩散的情况。或者，可以指定场函数。


方法	对应方法节点
施密特数	施密特数提供 Eqn. (1900) 和 Eqn. (1901) 中的分子施密特数 $σ$ 。

湍流施密特数（用于湍流）

指定 Eqn. (1900) 和 Eqn. (1901) 中的湍流施密特数

σ_{t}

。

初始条件

被动标量

设置被动标量初始条件。被动标量的数量，可设为常数组分表分布或复合组分表分布。

对于单相和欧拉多相混合物两相热力学平衡流体，为物理连续体设置被动标量初始值。对于分离多相、VOF 多相、欧拉多相混合物和 N 相混合物流体，为每个相设置被动标量初始值。

当为区域指定自定义初始条件（即，初始条件选项设为指定区域值）时，也可以在该区域上设置这些值。

边界设置

对于流体边界，可以将跨边界的被动标量大小设为简单值。对于壁面边界，可以在简单值、零通量、指定通量和通量导数之间选择。

流入和流出边界

被动标量: 设置被动标量分布。
对于单相流，可为物理连续体设置被动标量分布。对于多相流，可为每个欧拉相和拉格朗日相设置被动标量分布。

壁面边界

壁面被动标量选项

定义要为此条件输入标量值还是通量。


方法	对应的物理值节点
零通量不指定值。	无。
指定值指定标量值项。	被动标量指定边界的被动标量值。
指定通量指定通量。选择此选项将添加条件节点`壁面被动标量通量导数选项`。	被动标量通量指定边界的被动标量通量值。被动标量通量值为质量通量，而非体积通量。

壁面被动标量通量导数选项

此条件在选择了指定通量选项时可用，用于指定被动标量通量导数。

指定导数可加快收敛。停用导数时，壁面附近的被动标量值会出现振荡，并且求解不会完全收敛。


方法	对应的物理值节点
无	无。
指定	被动标量通量导数指定边界的被动标量通量导数值。如果由取决于被动标量值的场函数定义壁面处的被动标量通量，则使用场函数定义被动标量通量导数。如果在壁面处定义恒定被动标量通量或定义与被动标量值无关的通量，则不需要被动标量通量导数。

区域设置

对于单相流，在区域级别设置被动标量的区域源。对于多相流，为区域中的每个相设置被动标量的区域源。

应用于流体和多孔区域。

被动标量源选项

在区域中定义一个被动标量源。


方法	对应的物理值节点
无活动源	无。
质量通量	被动标量源被动标量的源项设置，已指定为质量通量。此值在 Eqn. (1899) 中为 $S_{ϕ}$ 。它作为标量组分表分布输入。为欧拉相或拉格朗日相明确包含相体积分数。被动标量源导数根据对应被动标量组分指定被动标量源每个组分的导数。此值为 Eqn. (1899) 中的 $S_{ϕ_{j}}$ 。用户源项的导数用于线性化 Eqn. (1899)。其值默认设为零。假定根据微分方程设置源，则为导数提供值有助于使求解稳定。它作为标量组分表分布输入。
具有推断密度的标量通量	被动标量源被动标量的源项设置，自动使用构成相的材料的密度。此值在 Eqn. (1899) 中为 $S_{ϕ}$ 。它作为标量组分表分布输入。为欧拉相或拉格朗日相明确包含相体积分数。被动标量源导数如上所述，指定被动标量源每个组分的导数。

被动标量各向异性扩散选项

适用于与多孔相和多孔区域相关联的流体区域。


为被动标量启用各向异性扩散	对应的物理值节点
关闭	无。
打开允许被动标量通过多孔介质进行各向异性扩散。	被动标量各向异性扩散允许为 [物理连续体] > 模型 > 被动标量 > 被动标量下定义且将传输设为仅扩散或对流与扩散的每个标量指定各向异性扩散分量。使用各向异性扩散张量子节点时，可以使用标准分布方法指定扩散缩放张量。正交各向异性张量是默认值。

被动标量求解器属性

被动标量可为在模拟中定义的每个被动标量求解传输方程 Eqn. (1899)。

亚松弛因子: 每次迭代时，控制新求解替换旧求解的范围。默认值为 0.8。有关理论背景，请参见“隐式迭代”中的 Eqn. (920)。

冻结重构

开启时，Simcenter STAR-CCM+ 不会在每次迭代时更新重构梯度，而是使用上一次迭代更新的梯度。激活保留临时储存与此属性结合使用。默认情况下，此属性处于关闭状态。

归零重构

开启时，求解器在下一次迭代时会将重构梯度设为零。此操作意味着，用于迎风的面值 (Eqn. (905)) 以及用于计算网格单元梯度的面值（Eqn. (917) 和 Eqn. (918)）将变为一阶估计值。默认情况下，此属性处于关闭状态。如果开启此属性之后关闭它，则求解器将在下一次迭代时重新计算梯度。

相对容差

设置求解器的相对容差。

二阶梯度

忽略或包括用于扩散的边界二阶梯度和/或网格面上的内部二阶梯度。

开启：默认值。对内部和边界类型的二阶梯度求解。
关闭：不会对任何类型的二阶梯度进行求解。
仅限内部：仅对内部二阶梯度进行求解。
仅限边界：仅对边界二阶梯度进行求解。

冻结求解器

开启时，求解器在迭代过程中不更新任何物理量。该选项默认情况下关闭。这是一个调试选项，由于缺少储存，它可能导致不可恢复的错误和错误的求解。有关详细信息，请参见有限体积求解器参考。

场函数

Boundary Passive Scalar Flux of <passive scalar>(<被动标量> 的边界被动标量通量): 被动标量流过边界时的单位面积速率。
Diffusion Coefficient of [passive scalar]([被动标量] 的扩散系数): 特定被动标量材料的扩散系数，将材料的扩散传输与梯度关联。它具有质量/长度/时间的单位。
Diffusivity of <passive scalar>(<被动标量> 的扩散率): 特定被动标量材料的扩散率，指定材料扩散到其他材料中的速率。它的单位为长度²/时间。此场函数仅在选择层流粘性选项时才激活。此项可以使用施密特数法或场函数。
<被动标量>: 与特定被动标量材料对应的场函数对象。此对象使被动标量可用作场函数。
Turbulent Schmidt Number of <passive scalar>(<被动标量> 的湍流施密特数): 特定被动标量材料的湍流施密特数。此场函数仅在选择湍流粘性选项时才激活。此项可以是常数或场函数。

方法	对应的物理值节点
零通量不指定值。	无。
指定值指定标量值项。	被动标量指定边界的被动标量值。
指定通量指定通量。选择此选项将添加条件节点`壁面被动标量通量导数选项`。	被动标量通量指定边界的被动标量通量值。被动标量通量值为质量通量，而非体积通量。