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  3. Cd计算不准的问题-LES-Re3900-三维圆柱绕流-pisoFoam

Cd计算不准的问题-LES-Re3900-三维圆柱绕流-pisoFoam

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136 帖子 24 发布者 437.8k 浏览
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    random_ran 大神
    在 中回复了 流散然 最后由 编辑
    #108

    @流散然

    我曾尝试过用 dynamic k-eqn 子网格,也出现了负 Cd 的情况。

    我是把计算域从方形改成了圆形之后,Cd 就再也没出现过了。 相对于矩形计算域,圆形计算域的控制参量要少很多。本来临界雷诺数下,流场性质就非常受微小波动的影响,所以要尽可能减少无关因素的影响。

    • 时间步长过短,按道理讲应该是更准确,但我也遇到过减小时间步长,反而出现更大的误差,而原因也非常不好去找;
    • 离散格式的问题,我没看出啥问题,或许论坛中其它人能看出些什么;
    • 展向, 一般 πD,但是节点数还要看你 2D 网格,比如 Cheng, W. et al. (2017) TABLE 2 Case S7 的网格 2048 x 512 x 192 (周向 x 径向 x 展向), 总网格数 201326592;

    如果你的计算资源不够, 可以试试 DES 家族 (DDES,IDDES)。

    参考资料: Cheng W, Pullin DI, Samtaney R, Zhang W, Gao W. 2017. Large-eddy simulation of flow over a cylinder with from to : a skin-friction perspective. J. Fluid Mech. 820:121–58

    Yours in CFD,

    Ran

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    流散然
    写于 最后由 编辑
    #109

    @random_ran
    这么短感谢您在这么短的时间内,给出如此详细的答复,但是我还有几点想要和您详细讨论下:

    • 1,更正,上次提问中我误将“计算时长”打为“计算步长”,我实际想要问的是,我总共只计算了25个周期,负Cd是否与计算时间长短有关。

    • 2,在您的论文中,我注意到您在近壁使用了Spalding的壁面函数,我想问下您的壁面函数是在nut文件中设置的么?使用壁面函数后,近壁y+为多少,周向节点与展向节点有是否需要相应的做出调整?

    • 3,我想和您确认下圆形网格的划分,您是边界条件是这样设置的么?
      5ea8e6db-27b8-452a-a4a4-b725b19c680d-image.png

    • 4,使用dynmaic kEqn模型的时候k的初始值应当怎样设定?对计算结果有何影响?我虽然知道k是亚格子动能,但是不知道如何在inlet处设置,我现在在出口处暂时使用fixedValue格式的湍动能作为替代。

    • 5,我注意到您在论坛中发过如下帖子
      501d0d42-84a0-4c9e-bdf8-bfd213a6a768-image.png
      我查找了4.1的dynamickEqn的头文件
      3812ba51-e4ec-46cf-a127-809d942be39c-image.png
      通过对比论文我确认了OpenFOAM中源代码与头文件中声明的模型一致
      但是您在论文中使用的LES为
      9818ed0c-687b-456b-9a61-1da95b42f238-image.png
      您在毕业论文中更换湍流模型的原因是什么?是因为计算结果的好坏么?还是其他的原因?

    参考文献:Kim, W.-W., & Menon, S. (1995). A new dynamic one-equation subgrid-scale model for large eddy simulations. In 33rd Aerospace Sciences Meeting and Exhibit.

    R 1 条回复 最后回复
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    random_ran 大神
    在 中回复了 流散然 最后由 编辑
    #110

    @流散然

    1. 负 Cd 肯定是什么地方不对。原因的话,网格的设计,计算时间步长都会有影响的。我自己的经验是网格影响的更厉害。
    2. 我做的模拟中有 LES (Re3900),剩下的是用的 DDES。 湍流粘度我是从摩托车那个算例直接考过来的,没有做调整。我之前的数据都已经打包起来了,但用的很暴力的打包方法,导致现在拆包的时候,时间比较长,耐心等待一下,我再确认一下
    3. 就是这种计算域, 2D 用 ICEM 画 然后 拉伸成 3D
    4. 同样,参考摩托车算例。 我用的是 turbulentInlet,考虑到 Re 的数量及;我有做过类似敏感性的测试,发现均值参数受影响不大。 我用的应该是 one equation eddy-viscosity model 不是 dynmaic kEqn,
    5. 那个帖子中是我的试算,应该不是最终的计算。 换湍流模型的目的很简单:计算资源不够做 LES。

    Yours in CFD,

    Ran

    流 1 条回复 最后回复
  • 李东岳李 离线
    李东岳李 离线
    李东岳 管理员
    写于 最后由 李东岳 编辑
    #111

    60000点击,感觉这个帖子的内容可以出本书咯 :chouchou:

    http://dyfluid.com/index.html
    需要帮助debug算例的看这个 https://cfd-china.com/topic/8018

    1 条回复 最后回复
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    流散然
    在 中回复了 random_ran 最后由 编辑
    #112

    @random_ran
    再次对您详细认真的回复表示感谢,我现在在使用二维的圆形网格计算(虽然根据我使用dynamic kEqn进行二维计算的众多经验来看,这不可能有什么好结果),因此,暂时没有新的计算结果与您讨论,仅就以下三点和您进行讨论:

      1. 您是否做过turbulentInlet对脉动值的影响的测试?尤其是对于Cd’
      1. 您能简略的说下one equation eddy-viscosity model和dynmaic kEqn的相同与不同之处么?
      1. 您说您的计算资源不足以进行LES计算,但是我看到您有在本帖的计算中说过您曾经使用144核和96核进行计算,这里指的是物理核心,还是线程(逻辑核心)?我在您的论文种看到您也做了Re10e5左右的算例,但都使用的是DES,一百余核也不足以支撑在Re10e5左右的LES计算么?
    R 1 条回复 最后回复
  • R 离线
    R 离线
    random_ran 大神
    在 中回复了 流散然 最后由 编辑
    #113

    @流散然

    1. 可以参考一下我的数据,可以自己处理一下看看结果。

    2. 最明显的区别是 kEqn 的 Ck 是 0.094 而 dynamicKEqn 则是速度场做了过滤。

    +    //-kEqn           Ck_
    +    //-kEqn           (
    +    //-kEqn               dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
    +    //-kEqn               (
    +    //-kEqn                   "Ck",
    +    //-kEqn                   this->coeffDict_,
    +    //-kEqn                   0.094
    +    //-kEqn               )
    +    //-kEqn           )
    +
    +
    +    //-dynamicKEqn    const volScalarField Ck
    +    //-dynamicKEqn    (
    +    //-dynamicKEqn        simpleFilter_(0.5*(LL && MM))
    +    //-dynamicKEqn       /(
    +    //-dynamicKEqn            simpleFilter_(magSqr(MM))
    +    //-dynamicKEqn          + dimensionedScalar("small", sqr(MM.dimensions()), vSmall)
    +    //-dynamicKEqn        )
    +    //-dynamicKEqn    );
    
    
    1. AMD Opteron(tm) Processor 6172 物理核心是12核。计算资源取决于你的需求,因为有太多的算例,对于我来说 LES 在这个雷诺数下是不够的。

    Yours in CFD,

    Ran

    流 1 条回复 最后回复
  • 流 离线
    流 离线
    流散然
    在 中回复了 random_ran 最后由 编辑
    #114

    @random_ran
    感谢您这么长时间以来的耐心解答与帮助,问题我已解决,所有的症结都出在边界条件上,这一方法适用于矩形网格和圆形网格。具体的细节我不太方便透露,如果您对此有兴趣的话,我们可以加下联系方式(邮箱或微信等皆可)具体的聊下
    最后再次对您一直以来的帮助致以诚挚的感谢,如果日后我因为算力不足转向DES,到时还请您多加指教!

    1 条回复 最后回复
  • 红豆沙红 离线
    红豆沙红 离线
    红豆沙
    在 中回复了 random_ran 最后由 编辑
    #115

    @random_ran 你用fluent算的,,参考值是否设置正确,,这个对阻力系数有直接影响

    世界那么大,怎能不去看看

    红豆沙红 1 条回复 最后回复
  • 红豆沙红 离线
    红豆沙红 离线
    红豆沙
    在 中回复了 红豆沙 最后由 编辑
    #116

    @红豆沙 哈哈,看了老半天,讨论好详细,,

    世界那么大,怎能不去看看

    1 条回复 最后回复
  • H 离线
    H 离线
    hoversoar
    在 中回复了 random_ran 最后由 编辑
    #117

    @random_ran 请问你圆形计算域的网格也是用ICEM画出来的吗?
    我计算的Re大概在15w左右,边界层非常小,用meshing的结构化貌似不太成功。所以现在用了非结构化网格,但是结果也是偏大。还望请教一下!
    谢谢!

    1 条回复 最后回复
  • H 离线
    H 离线
    hoversoar
    写于 最后由 李东岳 编辑
    #118

    您好!
    我还有一些疑问想请教一下:
    关于入口边界的K和nut值。

    1. 我注意到一开始这个帖子你放的是在cylinder k=0.24,请问这个k您是怎么取的?
    2. nut的值,这个帖子用了壁面函数。
      在另一个帖子里 你用的是fixedvalue 0. 没有使用壁面函数。
      请问在边界层足够小的情况下,是不是可以直接采取fixedvalue 0. 这样的设定?

    捕获.PNG

    1 条回复 最后回复
  • R 离线
    R 离线
    random_ran 大神
    写于 最后由 编辑
    #119

    A video to show flow around circular cylinder in real life:
    https://youtu.be/0ThQ_nD97hY?t=306

    Yours in CFD,

    Ran

    1 条回复 最后回复
  • 好 离线
    好 离线
    好好科研
    在 中回复了 random_ran 最后由 编辑
    #120

    @random_ran 您好!我最近也在做三维圆柱扰流的相关工作,我先开始做的是长方形流域的二维圆柱绕流,感觉还能差不多吻合升阻力系数,但是三维数值模拟很慢,看到您的帖子,开始转移到圆形流域,发现升阻力系数会随着流域大小的变化而变化,三维流域的 话,就算的很慢很慢,差不多要12个小时才要算1个时间单位。如果方便的话,可否把你的算例或者网格让我参考一下~x谢谢!!!这是我的邮箱~3310792254@qq.com~qq.com~祝好!

    1 条回复 最后回复
  • 炎 离线
    炎 离线
    炎冰灬灬
    在 中回复了 random_ran 最后由 编辑
    #121

    @random_ran 你好。看了你的升阻力系数的图,我最近也出现了同样的问题。我算的是二维的刚性翼型的绕流问题,用的是SST k-w模型,pisoFoam求解器,算出来的升阻力系数的波动也是非常的大,不知道问题出在哪里,你能指点一二吗QQ图片20201020111210.png

    1 条回复 最后回复
  • yfleungY 离线
    yfleungY 离线
    yfleung
    在 中回复了 random_ran 最后由 编辑
    #122

    @random_ran 您好,请问您这个圆形流域的网格是设置的维的吗?我最近也在做一个雷诺数是3900的算例,也是采用的圆形计算网格,流域的直径设置为50D,圆的周长(paiD)方向是480个网格,半径方向是400个网格,计算的Y+为0.06,但是用ICEM划分的是二维的,在做雷诺数是200时候阻力系数Cd和文献里面差距不大,但是在雷诺数是3900时,Cd是0.5的样子,和文献里面差距很大。对了,我是用的直接数植模拟,没有用湍流模型,但是3900雷诺数情况下的阻力系数差特别大。不知道是什么原因

    落 1 条回复 最后回复
  • yfleungY 离线
    yfleungY 离线
    yfleung
    在 中回复了 bingningmeng45 最后由 编辑
    #123

    @bingningmeng45 你好,请问您做圆柱绕流划分网格的话,要满足什么样的条件才是DNS啊:143:

    1 条回复 最后回复
  • 落 离线
    落 离线
    落日酒店
    在 中回复了 yfleung 最后由 编辑
    #124

    @yfleung 您好,我最近在做les模拟三维圆柱绕流,也出现了cd值只有0.6的问题,请问您解决这个问题了吗

    1 条回复 最后回复
  • J 离线
    J 离线
    Jean
    写于 最后由 编辑
    #125

    @random_ran
    老师您好,看了你的不少评论受益匪浅,我目前也在做圆柱绕流仿真,雷诺数为100000,但阻力系数升力系数一直不理想,自己不知道咋调试,能否帮忙看看问题在哪?
    1d829b49-6a75-4ee1-8d8e-d1ecc757f36c-image.png
    具体文件如下
    0文件
    k nut nuTilda p U

    constant文件
    transportProperties turbulenceProperties

    system文件
    controlDict createPatchDict decomposeParDict fvSchemes fvSolution

    网格
    中心区域为4D*4D
    ca196837-d703-4458-a8e7-8be3fd2a7f70-image.png
    83e66ab4-eb59-4ef9-ab18-43fbe5426971-image.png

    1 条回复 最后回复
  • 李东岳李 离线
    李东岳李 离线
    李东岳 管理员
    写于 最后由 编辑
    #126

    @Jean 粗略一看,你需要多算一段时间看看

    http://dyfluid.com/index.html
    需要帮助debug算例的看这个 https://cfd-china.com/topic/8018

    J 1 条回复 最后回复
  • J 离线
    J 离线
    Jean
    在 中回复了 李东岳 最后由 编辑
    #127

    @李东岳 李老师您好!目前大概跑了20天左右,具体胜利阻力系数如下
    e8dc2ae0-88f0-4764-a20d-cfd3f7e429e5-9bb7b75cfe40c7e168358e6413c7dd90.png
    但是升力系数似乎有些问题,不知道问题可能在哪,不知道要怎样处理,您能否帮忙看看,非常感谢🙏🙏🙏🙏🙏🙏🙏

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