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  3. LES圆管湍流的速度曲线和DNS不符,请问问题可能出在哪?

LES圆管湍流的速度曲线和DNS不符,请问问题可能出在哪?

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    zhangxc0223
    在 中回复了 霜染丹枫 最后由 编辑
    #8

    @霜染丹枫 入口用的是turbulentInlet,出口是inletOutlet

    霜 1 条回复 最后回复
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    霜染丹枫
    在 中回复了 zhangxc0223 最后由 编辑
    #9

    @zhangxc0223 首先十分感谢您的回复。不过我最近还有个问题一直有疑问,就是看了很多文献,提到了在初场添加扰动,进出口使用周期边界条件,这样可以算出湍流。但是这个扰动只在初始时刻添加,还是一直添加呢?很多文献没有明确指出,希望得到您的回复。

    S 1 条回复 最后回复
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    starDust
    在 中回复了 霜染丹枫 最后由 编辑
    #10

    @霜染丹枫 初始时刻添加 后面自己充分发展

    1 条回复 最后回复
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    霜染丹枫
    写于 最后由 编辑
    #11

    @starDust 感谢回复,采用进出口周期边条+初始扰动,在槽道流(参考kim的DNS结果)算出了湍流,但是采用同样的设置进行管流模拟(eggels-1994管流DNS及实验结果)时,随着计算的进行,湍流消失了,当然管流目前管流的计算时间有点短(10s左右),不过感觉继续算出湍流的可能性也不大,不知道是什么问题导致的,甚是捉急啊,请您不吝指教,十分感谢。
    槽道流(116s)-对照kim的DNS结果
    f5de726e-ef94-4341-a445-6c48036b227d-image.png
    管流(7s)-参照eggels-1994
    8b3cf7b9-2752-4fdf-b997-ab0baefb3ae5-image.png

    S 1 条回复 最后回复
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    S 离线
    starDust
    在 中回复了 霜染丹枫 最后由 编辑
    #12

    @霜染丹枫 槽道和圆管我都算过 用的同样的方法 没有出现这种问题 具体原因我也不是很清楚

    霜 1 条回复 最后回复
  • 霜 离线
    霜 离线
    霜染丹枫
    在 中回复了 starDust 最后由 编辑
    #13

    @starDust 您好,请问可以加个联系方式麽?在您时间方便时请教一下,这个问题已经困扰很长时间了,看了很多文献也没攻克,希望您稍微指导一下,如果可以的话,您可以加一下我的qq(1191364394),真心求教:xiexie:

    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
    #14

    官流网格多少万?

    在槽道流(参考kim的DNS结果)算出了湍流,但是采用同样的设置进行管流模拟(eggels-1994管流DNS及实验结果)时,随着计算的进行,湍流消失了,

    就是几何不同?一个槽?一个管?

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

    霜 2 条回复 最后回复
  • 霜 离线
    霜 离线
    霜染丹枫
    在 中回复了 李东岳 最后由 霜染丹枫 编辑
    #15

    @李东岳 感谢李老师回复,管流几何尺寸是参照eggels-1994这篇文献(文献中DNS计算和HWA实验的几何尺寸),直径D是0.0954m,流向长度是0.477m(即5倍直径),网格:径向-周向-流向=96x128x128,径向壁面首层网格5x10(-6)m时y+=0.2左右,我自己估算得到流向无量纲网格尺寸为Δx+=14.03,周向无量纲网格尺寸(rΔθ)+=8.8。时间步长是满足CFL=u*Δt/Δx<1给定的,其中Δx是流向网格尺寸。LES采用动力学Smagorinsky模型。初场采用DNS的平均速度型加10%的随机扰动,进出口给周期边条,初始的扰动在计算开始一段时间后就消失了,每个时间步监测的云图都如上个贴中圆管云图那样,然后这样计算了100s之后也没出现湍流状态。是不是我网格和时间步的知识点理解有误,导致的出错。

    1 条回复 最后回复
  • 霜 离线
    霜 离线
    霜染丹枫
    在 中回复了 李东岳 最后由 霜染丹枫 编辑
    #16

    @李东岳 李老师,这是我用ICEM绘制的O型圆管网格,不知道有没有问题?上面是我的网格,下面是文献网格。(不知道咋调整图片大小,排版很丑,见谅:143: )
    ef906893-0b41-4063-98f4-26394aaf8fe8-image.png
    862edd76-30b5-4904-aea4-491b83408985-image.png

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  • S 离线
    S 离线
    starDust
    写于 最后由 编辑
    #17

    随机扰动很快会耗散
    用perturbU这个utility在边界层内产生流向涡结构的扰动能加快流动发展

    霜 1 条回复 最后回复
  • 霜 离线
    霜 离线
    霜染丹枫
    在 中回复了 starDust 最后由 编辑
    #18

    @starDust 感谢回复,我目前在用fluent计算,采用前面帖子中的方法在直径D=2m,轴向长度L=10m时,Re=5400,扰动加入后能维持住,继续计算可以得到湍流,但当把几何改为毫米级别的圆管时,网格和时间步设置应该都没有问题,也保证Re=5400,采用同样设置后,扰动在开始计算后慢慢就消失了:zoule:

    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
    #19

    网格157万?不涉密的话,把网格传一下,我不会用fluent,只能用openfoam试试。

    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
  • 霜 离线
    霜 离线
    霜染丹枫
    写于 最后由 霜染丹枫 编辑
    #20

    @李东岳 十分感谢您的回复,我上传了ICEM文件(包括.msh文件),几何尺寸:直径D=0.8mm,流向长度L=8mm,流向长度L是特征尺度直径D的10倍,满足张兆顺老师-湍流大涡模拟应用与理论一书中指出的,壁湍流计算域必须包含大尺度结构的要求(但书中是以槽道流为例,我根据同样的计算公式用在圆管流向长度的设置,但是径向尺寸没有发现是否有特定要求,需要了解的大侠指点一下)。流向网格Δx+=25.5,ΔRmin+=0.9,ΔRmax+=7.2。另外自定义一下流体工质,密度是352kg/m3,动力粘度是0.000054Pa·s。边界条件为进出口周期边界,流体质量流量为0.000178kg/s(Re=5300),不可压缩,常温。目前的问题是该计算在时均速度型+扰动作为初场的情况下,随着计算进行扰动消失,未计算得到湍流状态。李老师辛苦了:xiexie:
    百度网盘链接:https://pan.baidu.com/s/1T27-k-x78orsqhZ1JAyfmw
    提取码:745h

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  • 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
    #21

    好的,我还没计算。不过这么小。直径不到1毫米。粘性太大了。你那有没有参考文献,使用这么小的几何,计算湍流的。发来瞅瞅

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

    霜 1 条回复 最后回复
  • 霜 离线
    霜 离线
    霜染丹枫
    在 中回复了 李东岳 最后由 霜染丹枫 编辑
    #22

    @李东岳 几何尺寸小确实是个问题,但是如果无量纲尺度和对比文献相同的情况下,应该都能得到湍流状态,这也是做这个计算的目的,验证在小尺度下的湍流结构。另外我看的大多管流LES或者DNS的文献,几何尺寸确实都较大,比如这个经典的管流DNS及实验的文章(D=95.4mm、112mm)。我目前正在计算D=2m的管流,采用前一帖子的方法,湍流自始至终都能维持住,并且正在计算得到的统计时均速度看起来比较理想(RMS速度还没处理),但是小管径时就不行,扰动很快消失。希望李老师有时间的话,可以计算一下,看openfoam是否实现起来会比较容易,如果这样的话,我将转向openfoam,哈哈!(另外,如果这个问题搞情况之后,我很乐意新开一个帖子,把湍流大涡模拟计算过程中的一些问题与大家分享,希望对相关研究的同学有所帮助,同学习,共进步)Fully developed turbulent pipe flowa comparison between direct numerical simulation and experiment-eggels1994.pdf
    管径D=2m的速度云图
    12bbfda2-62c2-410e-b6c0-41a7952c6ac6-image.png

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