【读MFiX源代码】2 读time march loop（dt_loop）（仍在mfix.f）

目录

• 上次总结
• Time march loop
• run_fluid
• run_dem
• gdb调试查看完整运行过程
• 总结

上次总结

1. mfix.f是程序入口
2. mfix.f的入口在PROGRAM MFIX 而program mfix的主要作用是调用了run_mfix

run_mfix的主要步骤

1. CALL GET_DATA(MFIX_DAT) 读取deck文件，包括设定几何，BC,IC位置
2. CALL INITIALIZE(MFIX_DAT) 初始化
3. 进行Time march loop，即dt_loop
4. CALL FINALIZE结束运行

time march loop是最关键的步骤，在此处选择了运行的类型：fluid, dem 还是pic
分别对应run_fluid, run_dem和run_pic
其中run_fluid是每种类型都要先运行的

Time march loop

本章仍然在mfix.f内，主要读time march loop

从

dt_loop: DO WHILE (TIME + 0.1d0*DT < TSTOP)

开始，到

ENDDO dt_loop

结束

首先来看do while那一行
循环是由time控制的，每次增进0.1*DT，一直到大于等于TSTOP结束

         IF(DES_CONTINUUM_COUPLED .OR. .NOT.DISCRETE_ELEMENT) THEN
            call run_fluid
         ENDIF

如果是非离散单元法，或者是离散单元法但耦合了流体相，那么运行 run_fluid

         IF (DEM_SOLIDS) THEN
            call run_dem
            IF(.NOT.DES_CONTINUUM_COUPLED) EXIT
            IF (CHECK_EXIT_FLAG()) THEN
               CALL TIME_STEP_END
               EXIT
            ENDIF
         ENDIF

如果DEM_SOLIDS为真，那么运行run_dem
check_exit_flag等行忽略掉，与批运行有关系

         IF (PIC_SOLIDS) THEN
            call run_pic
            IF(.NOT.DES_CONTINUUM_COUPLED) EXIT
            IF (CHECK_EXIT_FLAG()) THEN
               CALL TIME_STEP_END
               EXIT
            ENDIF
         ENDIF

如果PIC_SOLIDS为真，则运行run_pic

run_mfix contains了run_fluid, run_dem， run_pic这三个subroutine

run_fluid

首先看run_fluid

 subroutine run_fluid
         STARTTIME = WALL_TIME()
         CALL TIME_STEP_INIT(MFIX_DAT)
         DO
            CALL ITERATE_INIT
            DO WHILE (NIT<MAX_NIT .AND. .NOT.(CONVERGED.OR.DIVERGED))
               NIT = NIT + 1
               CALL DO_ITERATION(MFIX_DAT)
               IF (CHECK_EXIT_FLAG()) RETURN
               CALL WAIT_WHILE_PAUSED
            ENDDO
            CALL POST_ITERATE
            IF (STEADY_STATE) EXIT
            IF (.NOT.ADJUSTDT(MFIX_DAT)) EXIT
         ENDDO

! Exit if DT < DT_MIN
         CALL CHECK_LOW_DT
         IF (CHECK_EXIT_FLAG()) RETURN

! Stiff Chemistry Solver.
         CALL CHEM_MASS
         IF (CHECK_EXIT_FLAG()) RETURN
         CALL PRINT_WALLTIME("Timestep walltime, fluid solver:", STARTTIME)
      end subroutine run_fluid

忽略不重要的部分
主要做了这几件事

1. CALL TIME_STEP_INIT(MFIX_DAT)初始化时间步
2. 进行一个DO循环
3. CALL CHECK_LOW_DT 检查dt是否过低，与发散有关
4. CALL CHEM_MASS与刚性化学反应有关，应该是考虑反应后气体产物的质量增加

这个DO循环是主体
它主要做

1. CALL TIME_STEP_INIT(MFIX_DAT)初始化时间步
2. 嵌套又一个DO循环
3. CALL POST_ITERATE进行循环后续步骤

嵌套的DO循环是主体

DO WHILE (NIT<MAX_NIT .AND. .NOT.(CONVERGED.OR.DIVERGED))

循环控制调节是NIT小于MAX_NIT，而且没有收敛或者发散

这个嵌套的循环主要就做了两件事

1. 先NIT = NIT + 1
2. 再CALL DO_ITERATION(MFIX_DAT)

显然重点在第2步

剖析DO_ITERATION(MFIX_DAT)我们下期再说，先说run_dem

run_dem

      subroutine run_dem
         STARTTIME = WALL_TIME()
         CALL DES_TIME_INIT
         DO II = 1, FACTOR
            CALL DES_TIME_STEP(II)
            IF (MOD(factor-II, 10) == 0) THEN
               CALL CHECK_BATCH_QUEUE_END(EXIT_FLAG)
               EXIT_LOOP = EXIT_LOOP .OR. EXIT_FLAG
            ENDIF
            IF ( EXIT_LOOP ) EXIT
            CALL WAIT_WHILE_PAUSED
         ENDDO
         CALL DES_TIME_END
         CALL PRINT_WALLTIME("Timestep walltime, DEM solver:", STARTTIME)
      end subroutine run_dem

      subroutine run_pic
! number of PIC time steps
         Integer :: PIC_ITERS

         STARTTIME = WALL_TIME()
         CALL PIC_TIME_INIT

基本上是与run_fluid结构一样的

最外层也是做了三件事

1. CALL DES_TIME_INIT开始前准备
2. DO循环
3. CALL DES_TIME_END结束后步骤

这个DO循环主要就做了一件事

  CALL DES_TIME_STEP(II)

循环的控制条件

DO II = 1, FACTOR

这个循环变量II传入了 des_time_step之中

gdb调试查看完整运行过程

所用算例
我所运行的算例是自己设置的，带热解和气化反应的拟2D DEM模拟
https://github.com/chunleili/Yin_0413_git_sync_case

从进入dt_loop开始，每一步都是按一次F10，或者是在gdb里输入一次next

判断是否暂停


计算流体相

这一步在终端产生的信息为

然后判断是否为DEM


终端输出








最后回到dt_loop

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注：在特定的迭代步会输出

就像gif里那样。
目前我还没找到具体是哪一步输出的。但可以肯定的是不是每一个迭代步都会输出这个信息。

总结

本期结束，下次讲DO_ITERATION 和 DES_TIME_STEP，分别是run_fluid和run_dem的主要步骤

do_iterate在iterate 这个module里面位于iterate.f源文件中
des_time_step在MODULE DES_TIME_MARCH中，位于源文件des_time_march.f中