中性大气环境湍流动能的自保持 | 附有算例下载

[李东岳]

@hy1112006 更新了，在24楼

[hy1112006]

@李东岳 好的，李老师已经找到了，感谢！
对了，看到算例中，离散格式：div(phi,U) bounded Gauss linearUpwind grad(U);
麻烦请教一下李老师，这个格式对应老版本的OF 2.X 大概是什么呢，这个放到里面会报错

[李东岳]

2.x试试这个 div(phi,U) Gauss linearUpwind grad(U);

[SHUKK]

@疏影横斜水清浅 应该是壁面粗糙度的问题，这不是我主要的研究方向

[hy1112006]

@李东岳
好的，李老师，这个我试了，目前可以稳定的运行，感谢！
还麻烦进一步请教下，如果采用LES模式去模拟复杂地形下的大气边界层湍流，对流项 div(phi,U)，在OpenFOAM内置里有没有推荐的格式；因为当几何边界复杂时，LES 下推荐试用的 Gauss Linear 无法顺利运行，非常感谢李老师的帮助和经验指导

[pengdi]

@SHUKK 你好 老铁 请问记得问题解决了嘛

[pengdi]

@coolhhh 您好 您模拟的风洞有收缩段嘛 我最近也在做相关的湍动能研究 使用同一套网格计算 发现RAS和LES计算得到的湍动能差很多 LES的计算结果更符合预期 请问你使用RAS计算的时候有没有特别的设置

[SHUKK]

@pengdi 地面粗糙度的问题，我没有理了，这个不是我主要的研究方向，按标准的系数是没有问题了

[coolhhh]

@pengdi 没有收缩段，RANS结果就是很差的，LES即使入口只加平均风，也比RANS结果精确很多

[小李的幸福生活]

@coolhhh 您好，我看yang2017（Consistent inflow boundary conditions for modelling the neutral equilibrium atmospheric boundary layer for the SST k-ω model）这篇论文从全尺寸模型到缩尺模型只改变了粗造长度Z0，没有改变摩擦速度U*，您的验算进行了缩尺，是否有关呢？下图为摘取yang老师对于缩尺模型的计算公式，ls为几何缩尺比。

[coolhhh]

@小李的幸福生活 由于我主要不是研究这个内容，后面没再尝试了。我的理解是全尺寸和缩尺转换，相关的参数应该都要转换。一个简单方法验证变换的对不对，可以把缩尺后的k剖面画出来，看下数量级是否合理的。比如现在算全尺寸，平均风速取$U_{avg}=40m/s$，湍流强度取$I_u=10\mathrm{\%}$，近似取三个方向湍流强度一样大，那么估计的湍动能数量级应该为：$k=\frac{3}{2}{\sigma }_u^2=\frac{3}{2}(U_{avg}{I}_u{)}^2=24m^2/s^2$。比如7#楼中HW07方法用的目标值，感觉有点偏小，主要原因全尺寸的平均速度剖面取值也偏小只到12m/s

这个方法简称HW07，参考的是D.M. Hargreaves and N.G. Wright 2007，目前这一套方法计算出来的结果可以把k保持住。

[小李的幸福生活]

@coolhhh 您好，我是从事风工程的小白，请问，如果做复现大跨结构风洞试验数据时候，采用缩尺模型还是用全尺寸模型较好

[coolhhh]

@小李的幸福生活 最好就跟风洞试验一样设置缩尺模拟对比，风洞试验怎么设置，数值风洞就怎么设置。全尺寸模拟的话y+很难满足

[小李的幸福生活]

@coolhhh 嗯嗯，多谢您的解答，那对于大跨结构的fluent湍流模型您有什么高见吗，sst k-w还是RNG k-e，祝您生活愉快，科研顺利！！！！！

[李东岳]

@coolhhh 老铁，HW07那个是不是大尺度还是解决不了？我记得之前测试只能算小尺度的。

[coolhhh]

@小李的幸福生活 我没模拟过大跨结构，平时主要用LES，RANS模拟少。看模拟高层建筑的更多使用 SST k-w模型，主要看类似的论文怎么设置，跟着设置基本问题不大。下面两个链接讨论了如何选择模型，可以看看：
选用合适的湍流模型
如何选择湍流 CFD 模型？

[coolhhh]

@李东岳
李老师，我之前测试的Yang模型算全尺寸无法自保持，湍动能完全衰减没了（见46#楼结果）。HW07我没算过，但主要看图片应该是算的全尺寸（因为k的高度已经500m了），但k的数量级感觉偏小，这主要是平均速度取值偏小导致的，猜测HW07算全尺寸的目标值取得不太符合实际

[李东岳]

@coolhhh 哦，对，我记得你之前玩过。妥了，多谢更新。我记错了，那就是Yang那个无法自保持。

[小李的幸福生活]

@coolhhh 感谢大佬赐教！

[ShaneHEEE]

@SHUKK
有点久远了额，湍流模型参数betaStar要取0.028，测试了下高度方向网格50个，simpleGrading高度方向取5，有如下结果：

感觉网格还能调试一下，低处会保持得很好