关于fluent中udf自定义动量源项的使用,及添加源项的物理意义。



  • 请问大家一个问题:
    问题是关于fluent中udf自定义动量源项的使用及添加源项的物理意义。
    问题描述:
    我的模型是模拟室内流场的,需要在室内风口的位置附近的网格添加动量源项,实现风口的动量方法模型(一种风口模型)。具体源项方程如下面第一张图所示。简化后的物理模型如第二张所示。
    我的问题是:
    在动量方程右端添加源项的本质是什么,如果作为“源”的话会导致连续性方程的不守恒吗?添加动量源项后的结果是体现在速度上吗?我尝试在这个模型中添加源项但是一直得不到收敛的结果,不知道是源项的大小有问题,还是这么样物理模型本身就不合理。

    得到可能的结果如第三张图(模型的速度入口在右端),也有一些直接发散得不到结果的。
    ***请大神指点一下,谢谢大家啊。:xinxin: ***

    UDF代码如下:

    #include "udf.h"
    /***********************************************************
     为动力方程增加动量源项,实现陈清焰的风口动量模型方法。 其中Rfa为有效风口面积系数,Agross为风口整体面积,rho为空气密度 volume为单个控制体体积,velocity为在整体风口尺寸下的送风速度(名义风口速度)
     ***********************************************************/
    DEFINE_SOURCE(mom_sou, cell, thread, dS, eqn)
    {
        real Rfa=0.1;
        real Agross=0.5883;
        real rho=1.217;
        real velocity=0.09;
        real volume;
        real source;
        volume=C_VOLUME(cell,thread);
        source = (rho*Agross*((1.0/Rfa)-1.0)*velocity*velocity)/volume;
        dS[eqn] = (2*rho0*Agross*((1.0/Rfa)-1.0)*velocity)/volume;
        return source;
    }
    
    

    TIM截图20190610212402.png TIM截图20190610213226.png
    图片3.png



  • @深蓝

    在动量方程右端添加源项的本质是什么,如果作为“源”的话会导致连续性方程的不守恒吗?添加动量源项后的结果是体现在速度上吗?

    连续性方程和动量方程来源于不同的守恒定律。连续性方程是质量守恒,动量方程是力守恒。源项的作用是人为加一个力,不影响质量守恒。这个力因为作用在速度方程上,因此体现在速度上。从你的云图上来看是符合物理的,你要不要多计算一段时间看看。另外你是稳态还是瞬态



  • @东岳 谢谢您的回复
    对于动量源项的添加我仍有一些地方不理解,想再请教您一下:chouchou:
    如下:

    • 如果动量源是添加一个力的话,那在空气流动方向的水平方向添加力会有效果吗?我知道在与运动方向垂直方向添加外力会使流线产生弯曲。但是与运动方向水平的方向却想象不来。

    • 如果这个力能使速度增大的话,那质量流量也增大(空气的密度是常数,并且不可压缩),不会导致进出口的质量的不守恒吗?

    • 同样的,如果管段中存在一个多孔介质区,相当于在动量方程中添加一个阻力源项,动量因为多孔介质造成了损失,速度会减小吗,速度减小的话会导致计算域内质量净通量不为零吗?

    • 我这个模拟的入口条件采用的是速度入口,稳态计算,在风口第一层网格添加动量源后的收敛结果,如下图所示。边界条件的设置和上个帖子一样,入口速度为1 m/s,但是从图中理解不了为什么会产生这样的结果。
      图片2.png



  • @深蓝关于fluent中udf自定义动量源项的使用,及添加源项的物理意义。 中说:

    如果动量源是添加一个力的话,那在空气流动方向的水平方向添加力会有效果吗?我知道在与运动方向垂直方向添加外力会使流线产生弯曲。但是与运动方向水平的方向却想象不来。

    没太理解 :zoule:

    如果这个力能使速度增大的话,那质量流量也增大(空气的密度是常数,并且不可压缩),不会导致进出口的质量的不守恒吗?

    出口也会随之变化

    同样的,如果管段中存在一个多孔介质区,相当于在动量方程中添加一个阻力源项,动量因为多孔介质造成了损失,速度会减小吗,速度减小的话会导致计算域内质量净通量不为零吗?

    总体来说进出口是不守恒的,因为多孔介质区域会存储一部分质量



  • 出入口的质量是守恒的,速度大小也是一样的。
    但是会有更大的压力损失,出入口的压降会增大。代表能量有损失。


 

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