Particle Tracing Module
Nuova app: Red Blood Cell Separation
Questa app esamina la separazione dei globuli rossi e delle piastrine in un canale microfluidico mediante dielettroforesi. Il diametro del globulo rosso e della piastrina sono valori immessi, così come la frequenza elettromagnetica e il potenziale applicato. L'efficienza di separazione viene calcolata e rappresentata in grafici delle traiettorie delle particelle, del potenziale elettrico e della velocità del fluido.
Red blood cells and platelets are separated by the dielectrophoretic force. The bottom-right outlet in the geometry only releases red blood cells, indicating that the sample is sufficiently pure for further analysis.
Red blood cells and platelets are separated by the dielectrophoretic force. The bottom-right outlet in the geometry only releases red blood cells, indicating that the sample is sufficiently pure for further analysis.
Nuove interfacce multifisiche per il particle tracing
Sono stati introdotti i seguenti nuovi accoppiamenti multifisici:
- Electric Particle-Field Interaction: utilizza le posizioni delle particelle cariche per generare una densità di carica nello spazio che può quindi essere inclusa in un'interfaccia Electrostatics.
- Magnetic Particle-Field Interaction: utilizza le posizioni e le velocità delle particelle cariche per generare una densità di corrente che può quindi essere inclusa in un'interfaccia Magnetic Fields.
- Fluid-Particle Interaction: calcola la forza di volume esercitata dalle particelle su un fluido.
Per ogni nuovo accoppiamento multifisico esiste una nuova interfaccia multifisica che consente di creare le interfacce fisiche necessarie.
- La Particle Field Interaction, Non-Relativistic crea un'interfaccia Electrostatics, un'interfaccia Charged Particle Tracing e l'accoppiamento multifisico Electric Particle-Field Interaction. Utilizzare questa interfaccia per modellare fasci a corrente costante di particelle cariche a velocità non relativistiche.
- La Particle Field Interaction, Relativistic crea un'interfaccia Electrostatics, un'interfaccia Charged Particle Tracing, un'interfaccia Magnetic Fields e gli accoppiamenti multifisici Electric Particle-Field Interaction e Magnetic Particle-Field Interaction. E' possibile utilizzare questa interfaccia per modellare i fasci di particelle cariche relativistici a corrente costante che possono generare forti campi magnetici. Questo accoppiamento multifisico richiede anche l'AC/DC Module.
- L'interfaccia Fluid-Particle Interaction crea un'interfaccia Single-Phase Flow, un'interfaccia Particle Tracing in Fluids e l'accoppiamento multifisico Fluid-Particle Interaction. Questa interfaccia può essere utilizzata per modellare il flusso di particelle in un fluido quando la portata massica è costante.
Il modello Relativistic Diverging Electron Beam utilizza i nuovi accoppiamenti multifisici, come indicato nella descrizione dettagliata del modello più avanti.
Il modello Relativistic Diverging Electron Beam utilizza i nuovi accoppiamenti multifisici, come indicato nella descrizione dettagliata del modello più avanti.
Studio Bidirectionally Coupled Particle Tracing
Il nuovo studio Bidirectionally Coupled Particle Tracing può essere utilizzato per impostare accoppiamenti bidirezionali tra le traiettorie delle particelle e i campi. Questo crea automaticamente una un ciclo For/End For nella sequenza del solutore, che permette l'interazione reciproca delle traiettorie di particelle dipendenti dal tempo e dei campi stazionari.
Collisioni anelastiche
Il nuovo nodo Collisions può essere utilizzato per modellare i diversi tipi di interazioni tra particelle cariche e un gas di fondo. I seguenti sottonodi, ciascuno dei quali rappresenta un diverso tipo di interazione, possono essere aggiunti al nodo Collisions:
- Elastic
- Attachment
- Excitation
- Ionization
- User Defined
Ogni sottonodo del nodo Collisions è basato su un modello di dispersione Monte Carlo in cui a ogni particella è assegnata una probabilità di collisione basata sulla frequenza di collisione e sulla dimensione del passo temporale.
Il nodo Collisions sostituisce la funzionalità Elastic Collision Force. Il modello di attrito, una forza deterministica precedentemente accessibile tramite la funzionalità Elastic Collision Force, è ora accessibile attraverso un nodo dedicato denominato Friction Force.
Nuova funzionalità di rilascio per fasci di particelle
Il nuovo nodo Particle Beam può essere utilizzato per rilasciare i fasci di particelle cariche specificando l'emissione del fascio ed i parametri Twiss, con una distribuzione ellittica o gaussiana nello spazio di fase. Inoltre, le nuove variabili globali consentono di visualizzare le quantità come l'emittanza del fascio durante il postprocessing di risultati.
Lente magnetica: le particelle vengono rilasciate in un fascio con una distribuzione bi-gaussiana simmetrica (in alto a sinistra). L'iperemittanza del fascio è rappresentata lungo la traiettoria nominale (in basso a sinistra). Una mappa di Poincaré mostra le posizioni delle particelle in diverse sezioni trasversali, ognuna indicata da un colore diverso (a destra).
Lente magnetica: le particelle vengono rilasciate in un fascio con una distribuzione bi-gaussiana simmetrica (in alto a sinistra). L'iperemittanza del fascio è rappresentata lungo la traiettoria nominale (in basso a sinistra). Una mappa di Poincaré mostra le posizioni delle particelle in diverse sezioni trasversali, ognuna indicata da un colore diverso (a destra).
Emissione limitata della carica nello spazio
È ora disponibile un nodo multifisico dedicato per l'emissione limitata della carica nello spazio di particelle da una superficie. L'emissione limitata della carica nello spazio di elettroni si verifica quando qualsiasi aumento della corrente delle particelle emesse genererebbe una densità di carica nello spazio sufficientemente elevata da respingere le particelle verso la superficie da cui sono state rilasciate. Il nodo Space Charge Limited Emission e il nodo Electric Particle Field Interaction possono essere utilizzati insieme per determinare la corrente limitata della carica nello spazio. È stato aggiunto un nuovo tutorial alla libreria delle applicazioni (v. immagine) denominato Child's Law Benchmark, che dimostra questo effetto.
Accumulatori migliorati
Le funzionalità Accumulator a livello di dominio non richiedono più piccoli passi temporali manuali; nella maggior parte dei casi, le variabili accumulate possono ora essere calcolate precisamente con le impostazioni predefinite del solutore. Di conseguenza, molti modelli che utilizzano i nodi Accumulator sui domini sono ora calcolati fino e oltre dieci volte più velocemente e con una precisione maggiore. Sono inoltre disponibili nuove opzioni per determinare la modalità di interpolazione della variabile accumulata quando le particelle attraversano molti elementi della mesh in un unico passo temporale.
Rilascio di particelle da un file di testo
È ora possibile inizializzare le posizioni e le velocità delle particelle utilizzando i dati di un file di testo importato con il nodo Release from Data File.
Nuove opzioni per il campionamento dalle distribuzioni di velocità
Quando si rilasciano particelle con distribuzione sferica, emisferica, conica o maxwelliana, è possibile scegliere di rilasciarle con una distribuzione della velocità deterministica o con il campionamento casuale di questa distribuzione.
Confronto del campionamento deterministico e casuale per il rilascio conico delle particelle.
Confronto del campionamento deterministico e casuale per il rilascio conico delle particelle.
Nuove impostazioni di forza Particle-Particle Interaction
È disponibile una nuova opzione di forza Particle-Particle Interaction: Linear elastic force. Selezionando l'opzione per applicare una lunghezza di taglio a qualsiasi forza di interazione particella-particella, si porta la forza a zero quando le particelle sono sufficientemente distanti.
Combinazioni specificate per il rilascio delle particelle da una griglia
Il nodo Release From Grid può ora essere utilizzato per rilasciare le particelle a combinazioni specifiche o a tutte le combinazioni delle coordinate. Quando si rilasciano le particelle, è possibile selezionare un tipo di griglia tra All combinations o Specified combinations. Questa funzionalità offre un controllo molto più preciso sulle posizioni iniziali delle particelle, che permette di rilasciare le particelle in posizioni diverse da una griglia rettangolare.
Nuovo tutorial: Relativistic Diverging Electron Beam
Nella modellazione della propagazione di fasci di particelle cariche a correnti elevate e velocità relativistiche, la carica nello spazio e corrente del fascio creano forze elettriche e magnetiche che tendono rispettivamente ad espandere e concentrare il fascio. L'interfaccia Charged Particle Tracing utilizza una procedura iterativa per calcolare in modo efficiente le traiettorie di particelle fortemente accoppiate e i campi elettrico e magnetico di un fascio a corrente costante. Uno studio di convergenza della mesh conferma che la soluzione concorda con l'espressione analitica per la forma di un inviluppo del fascio relativistico.
Un fascio di elettroni relativistici è rilasciato all'altezza della strozzatura e inizia a divergere. Il campo elettrico (rosso) e il campo magnetico (blu) del fascio vengono tracciati lungo la traiettoria.
Un fascio di elettroni relativistici è rilasciato all'altezza della strozzatura e inizia a divergere. Il campo elettrico (rosso) e il campo magnetico (blu) del fascio vengono tracciati lungo la traiettoria.
Nuovo tutorial: Child's Law Benchmark
L'emissione limitata della carica nello spazio è un fenomeno che limita la corrente di particelle cariche che può essere rilasciata da una superficie. Con l'aumentare della corrente degli elettroni rilasciati dal catodo, aumenta anche la grandezza di densità di carica nello spazio nelle immediate vicinanze del catodo. Questa distribuzione della densità di carica esercita una forza elettrica sugli elettroni emessi, diretta verso il catodo. La corrente limitata di carica nello spazio è la corrente massima che può essere rilasciata in modo tale che le particelle emesse non vengano respinte verso il catodo.
In questo esempio, la corrente limitata di carica nello spazio in un diodo a vuoto a piano parallelo viene calcolata utilizzando il nodo Space Charge Limited Emission. La distribuzione del potenziale elettrico e la corrente risultanti vengono confrontate con la soluzione analitica data dalla legge di Child. La densità di corrente è calcolata con uno studio Bidirectionally Coupled Particle Tracing, che stabilisce un accoppiamento bidirezionale tra le traiettorie delle particelle e il potenziale elettrico.
