关于壁面函数有些不懂

[lsprxd]

在网上看的有人这样说的“最简单的办法是用对第一个节点的K,E直接赋值，由U+，Y+计算ut(摩擦速度)，K=ut*ut/sqrt(0.09)，E=ut**3/y/0.42”，这个赋值是赋在壁面上？这个p点是距壁面y处的值，那这些赋值的位置应该是距壁面y处的所有值吗？

[李东岳]

当求解湍流粘度的时候需要调用y+（看方程31），其可以采用不同的方法，最简单的方法就是我网页那种方法，然而另一种方法就是上文中提出的牛顿迭代法。俩种方法最后都需要使用方程31更新粘度。

下面是OpenFOAM中采用我网页中方法的步骤：

tmp<scalarField> nutkWallFunctionFvPatchScalarField::calcNut() const
{
    const label patchi = patch().index();
 
    const turbulenceModel& turbModel = db().lookupObject<turbulenceModel>
    (
        IOobject::groupName
        (
            turbulenceModel::propertiesName,
            internalField().group()
        )
    );
 
    const scalarField& y = turbModel.y()[patchi];
    const tmp<volScalarField> tk = turbModel.k();
    const volScalarField& k = tk();
    const tmp<scalarField> tnuw = turbModel.nu(patchi);
    const scalarField& nuw = tnuw();
 
    const scalar Cmu25 = pow025(Cmu_);
 
    tmp<scalarField> tnutw(new scalarField(patch().size(), 0.0));
    scalarField& nutw = tnutw.ref();
 
    forAll(nutw, facei)
    {
        label faceCelli = patch().faceCells()[facei];
 
        scalar yPlus = Cmu25*y[facei]*sqrt(k[faceCelli])/nuw[facei];//简单计算y+
 
        if (yPlus > yPlusLam_)
        {
            nutw[facei] = nuw[facei]*(yPlus*kappa_/log(E_*yPlus) - 1.0);//方程31
        }
    }
 
    return tnutw;
}

下面是OpenFOAM中采用你截图的迭代法求解的步骤：

tmp<scalarField> nutUWallFunctionFvPatchScalarField::calcNut() const
{
    const label patchi = patch().index();
 
    const turbulenceModel& turbModel = db().lookupObject<turbulenceModel>
    (
        IOobject::groupName
        (
            turbulenceModel::propertiesName,
            internalField().group()
        )
    );
    const fvPatchVectorField& Uw = turbModel.U().boundaryField()[patchi];
    const scalarField magUp(mag(Uw.patchInternalField() - Uw));
    const tmp<scalarField> tnuw = turbModel.nu(patchi);
    const scalarField& nuw = tnuw();
 
    tmp<scalarField> tyPlus = calcYPlus(magUp);//通过速度迭代计算y+
    scalarField& yPlus = tyPlus.ref();
 
    tmp<scalarField> tnutw(new scalarField(patch().size(), 0.0));
    scalarField& nutw = tnutw.ref();
 
    forAll(yPlus, facei)
    {
        if (yPlus[facei] > yPlusLam_)
        {
            nutw[facei] =
                nuw[facei]*(yPlus[facei]*kappa_/log(E_*yPlus[facei]) - 1.0);//方程31
        }
    }
 
    return tnutw;
}

一直时间很紧没有时间细看这个帖子，不过看起来非常有意思，近期我更新一下你贴图那种方法的思路。

[李东岳]

你对OpenFOAM代码熟悉么？

[lsprxd]

@李东岳 谢谢李老师，OpenFOAM这个不熟悉，您贴的这个我在底下先仔细看看

[lsprxd]

@李东岳 李老师，您这个简单计算y+的时候带入的kp是p点的值，如何确定的？还有这个p点是距离壁面y处的位置，但距离壁面y处的点应该有好多啊，而且每个应该都不一样吧？那求出来的y+也不止一个吧？

[李东岳]

@lsprxd 在 关于壁面函数有些不懂 中说：

但距离壁面y处的点应该有好多啊

只是距离壁面网格点的那个点，只有一个。

抱歉最近事情比较多，不过你这个我会找时间把另一种更新y+的方法更新在我的网页。可能一个月之内吧....

[lsprxd]

@李东岳 没事，麻烦李老师了！一个？比如这个图
这些都是p点吧？那不同的p点的kp应该不同吧？

[赵一铭]

@李东岳 岳哥，我也对比了一下，你网页那个流程好像和OpenFOAM算得壁面函数流程不太一致。OpenFOAM先求解的epsilon后解的k，网页中壁面函数在CFD中的实施过程是否有出处？求解方程先后关系中药么？

[李东岳]

@赵一铭 我的思路按照《数值传热学》所写，请参考第355页。

@lsprxd kp的值，按照《数值传热学》，等于边界的k值，边界的k要自行给定，因此是自定义的。最近在我的网站增加了邱小平专栏，应该这星期或者下星期就会增加壁面函数内容部分。

[赵一铭]

@lsprxd
壁面函数部分更做了一小部分，但没更新完，看这：OpenFOAM中的壁面函数
你可以看看公式6和公式4，应该是岳哥说的那种不同计算y+的方式。

[benqing]

@李东岳 @lsprxd @赵一铭 对于标准壁面函数我是这样理解的：在求解流场的时候还是用原来的k方程和epsilon方程来求解，只不过是将在壁面第一层网格（有可能是网格面上的值，有可能是网格中心的值）上的信息用壁面函数求解的结果来修正，而且壁面函数其实只求解壁面第一层网格的信息，第二层网格之后就是输运方程求解的结果了。不知我这样理解是否正确？