LES中关于Resolved TKE和Modelled TKE求解比例的问题

[wg0632]

最近在使用OpenFOAM v1906的WALE，DyamicKEqn的LES研究单向流问题，有一个看似很简单但是其实挺复杂的问题想要请教。我通过turbulenceField函数导出了field的R雷诺应力和UPrime2Mean，以及k，现在想计算resolved turbulent kinetic energy和modelled TKE的比例。通过CFDonline的论坛上，有人评论说是用这个表达式

0.5(trace(UPrime2Mean))/(0.5(trace(R+UPrime2Mean)))

也有人说R可以代表modelled turbulent kinetic energy，而UPrime2Mean代表resolved TKE.
请问上面的说法是否正确呢?如果存在错误，请问正确的计算TKE的方法是什么呢？现在我已经导出了这些量，我希望在后处理paraview中就可以直接完成。请问可以实现吗？谢谢！

[李东岳]

R时RANS模型的雷诺应力，不适用LES
UPrime2Mean是解析的雷诺应力
modelled TKE就是LES中的k
Resolved TKE就是0.5*(trace(UPrime2))

[wg0632]

感谢李老师的解答！

[wg0632]

@东岳 谢谢李老师的解答。我还有一个附加疑问，k代表modelled TKE，而1/2*trace(UPrime2Mean)代表resolved TKE，而UPrime2Mean代表的是时间平均值吧？而k代表瞬时值？是否也应该修改一下求解器，将k取mean平均值再参与运算呢？

[李东岳]

你对k做平均之后就是时均之后的modelled TKE
跟resolved TKE没关系啊

另外，我那个贴中应该是：

Resolved TKE就是0.5*(trace(UPrime2))

写错了

[白礼耕]

@wg0632 感觉你对大涡中的平均值有误解。
model的k也是平均值，只不过是平均值的瞬时值，就是大涡中所谓reolve出的物理量。
residuals是滤掉的需要模型才能得到的量。无论是resolved还是residuals，都分别有瞬时值和平均值。将modeled TKE取平均，得到的是平均值的平均值，就是没有波动的平均值。但即使是未取平均的TKE。也一样是一个平均值。
下面这张图就非常好

[starDust]

文献中这两个能量的比值一般都是ksgs/0.5Ui^2
即动能就是求解的速度的动能而不是TKE
一般用这个判断求解的能量有没有80%(pope)

[benqing]

@东岳 @白礼耕 OpenFOAM算例中直接输出的是modelled的k和resloved的UPrime2Mean，都是时均的值；那么想要某个时刻的瞬时湍动能如何计算？是用瞬时速度减去平均速度得到脉动速度，然后求解湍动能？

[CT]

@benqing 请问解决了吗？

[benqing]

@ct 后来我直接用的k作为模化的湍动能，用UPrime2Mean的结果计算瞬时的resloved湍动能

[CT]

@benqing UPrime2mean_XX,YY,ZZ有没有出现负数？

[benqing]

@ct 没有，这个不该出现负数的吧

[CT]

@benqing 是的，但是，出现了，而且我在cfdonline上看到有相同情况，比如教程里的阶梯流中也会有

[尚善若水]

@ct 我处理时也出现了负值，好奇怪啊

[李东岳]

我看到了一个bug修复，可以用新版看看还有没有负数

https://github.com/OpenFOAM/OpenFOAM-dev/commit/1ae52882748922f4e02c92ba52301c416954e426