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gauss upwind和gauss linearUpwind grad(U)结果差异大

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    Samuel-Tu
    在 中回复了 xpqiu 最后由 Samuel-Tu 编辑
    #14

    @xpqiu 我是用postProcess -func wallShearStress 和 writeCellCentres把roof这个patch 输出出来,再在paraview里面用calculater: 摩擦速度=sqrt(mag(wallShearStress)),最后在excel里画的roof里的每个面单元Cx(横坐标)和对应的摩擦速度的曲线。。我研究一下怎么整合出一个后处理脚本。。主要是postProcess似乎没有sqrt这个命令,如果有就可以不用paraview了。。

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    xpqiu 超神
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    #15

    @Samuel-Tu 明白了,我算几个看看

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    Samuel-Tu
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    #16

    @xpqiu 麻烦了,我研究一下后处理能不能总结一下,,减少一下工作量。

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    #17

    @Samuel-Tu
    8198a8ae-f0dd-4498-bb4b-6cb3e9b6732b-image.png

    这个是 div(phi,U) 我用 Gauss linearUpwind 的结果,看起来跟 fluent 的比较接近。

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    Samuel-Tu
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    #18

    @xpqiu 能不能分享一下fvSchemes。。为什么我算出来不是这样的。。。我看看设置

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    #19

    @Samuel-Tu
    你这个算例设置得不太合理的地方有好几个,我没有一个一个去考察每个因素的影响,只是直接改成了我认为合理的设置。我把我改过的文件打包了,如下:
    OFPlate0.zip

    另外,你的网格也不太好
    U_grid.png

    这个网格咋一看,直觉就是边界层附近网格太粗了,看了一下最后一步的 yPlus分布,只看 roof 这个面,

    yPlus.png

    果然,最小都300 多了。你用的湍流模型是 rke,这个是合理的选择,但是这个模型最好把 yPlus 控制在 30-100 范围内。
    最后,我把我这边 gauss upwind 和 gauss linearUpwind 的结果对比放上来,
    756323d2-5df0-414e-8ba2-61bd03b263f2-image.png

    虽然看起来可能还是 upwind 的结果在中间这一段跟文献的更接近,但是左边这一段实际上这两个结果都与文献值有明显的偏差。我觉得你还是先把网格改得合理之后再算算看,应该会有改进的。

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    Samuel-Tu
    在 中回复了 xpqiu 最后由 Samuel-Tu 编辑
    #20

    @xpqiu 感谢了。。我先学习一下这个设置。。。网格这个我也很困惑,因为这个按照论文的最小网格尺寸设置的,我也发现了按论文的设置yPlus会很大。。但是作者做过网格无关性验证,尺寸改小后摩擦速度没有超过5%的变化,然后作者就这么用了,,后来 又来了两篇类似文献,全都是参考这个论文的设置,。。

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    #21

    @Samuel-Tu
    论文描述的最小网格尺寸,可能是除了 prism layer 以外区域的最小尺寸啊,他有没有提他的prism layer是怎么生成的,first layer thickness,expansion ratio,number of layers 这些?

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    Samuel-Tu
    在 中回复了 xpqiu 最后由 编辑
    #22

    @xpqiu 论文只提了minimum size,他们用fluent做的,所以肯定没有用snappyHexMesh了,但是他们课题组发的其他文章差不多都是控制最小尺寸为0.1m左右。我估计因为他们是土木方向的,所以可能对壁面函数对yPlus的限制不太了解。。。

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    在 中回复了 Samuel-Tu 最后由 xpqiu 编辑
    #23

    @Samuel-Tu
    那么,你上面发的paper结果只是 fluent仿真结果是吧,有没有实验结果参照?

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    Samuel-Tu
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    #24

    @xpqiu 确实是只有仿真结果,没有直接的试验结果参考。。但是这个仿真是为风吹雪这个物理过程做参考的,他们是做了风吹雪的风洞试验的,按照这个仿真结果算风吹雪的现象和风洞试验对上了。。。
    另外我看您的设置有两个问题:
    1.我看k文件里把壁面kLowREWallFucntion改成了kqrWallFunction。我记得kLowREWallFunction是适合低、高雷诺的,kqrWallFunction只适合高雷诺。我就是按比较保险的设置,所以用的kLowREWallFunction(当然现在看来yPLus那么大,没有必要用这个低、高雷诺都可以的壁面)。您这里为什么改成kqrWallFunction呢
    2.fvSolution里面把nNonOrthogonalCorrectors从2改成0了。我记得这个是好像用来修正网格非正交的,我的网格有非正交的网格,这里改动的目的是啥呢。。

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    Samuel-Tu
    写于 最后由 编辑
    #25

    cfdOnline里关于这个非正交修正次数的讨论
    Non-orthogonal correctorsare here to save you if your code is blowing up because the mesh is so non-orthogonal that the first solution is driving the velocity to be stupid. If your velocity is OK, you just keep doing "normal" correctors, without special need for non-orthogonal ones.

    I use them on bad meshes (some people call them "industrial") when the solver is giving me trouble. Usually, 1 is enough, and I never used more than 3.

    Hope this helps,

    Hrvoje
    按照hjasak的说法,nNonOrthogonalCorrectors实际不是修正网格非正交的,而是使得计算不容易发散。又学到了一点

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    xpqiu 超神
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    #26

    @Samuel-Tu
    kLowReWallFunction 这个是针对特定的湍流模型来使用的,不能用于 rke 模型。

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    Samuel-Tu
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    #27

    @xpqiu 感谢,学到了

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    cccrrryyy 超神
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    #28

    @xpqiu 想请教一下,OpenFOAM的壁面函数有没有很系统的文献啥的,我一直参考的是源代码和这个。有时候我会碰到同样的网格和同样的湍流模型,用某个壁面函数就可以,但是用另外一个壁面函数就会发散;或者是同样的网格和同样的壁面函数,一种湍流模型(kEpsilon和RNGkEpsilon)可以算,另一种(realizableKE)就会发散。感觉难点在于湍流量(k, epsilon, omega)和湍流粘度(nut)都需要壁面函数,nut按定义是根据湍流量算出来的,为什么还要给壁面函数呢?

    I don't want to survive, I want to thrive.

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    xpqiu 超神
    在 中回复了 cccrrryyy 最后由 编辑
    #29

    @cccrrryyy
    这个链接里面解释了为什么nut需要设置壁函数:https://www.slideshare.net/fumiyanozaki96/openfoam-36426892
    这几个视频里面解释了壁函数以及k,epsilon的壁面处理的原则:
    https://www.youtube.com/watch?v=fJDYtEGMgzs&t=4s
    https://www.youtube.com/watch?v=zSIgKsQSa9k
    https://www.youtube.com/watch?v=RKoXFpwi2go

    其他资料:
    On the Wall Boundary Condition for Turbulence Models , By JONAS BREDBERG

    Kalitzin, G., Medic, G., Iaccarino, G., & Durbin, P. (2005). Near-wall behavior of RANS turbulence models and implications for wall functions. Journal of Computational Physics, 204(1), 265–291.

    Popovac, M., & Hanjalic, K. (2007). Compound wall treatment for RANS computation of complex turbulent flows and heat transfer. Flow, Turbulence and Combustion, 78(2), 177–202.

    OpenFOAM里面的代码实现通常跟文献的描述有点差异,所以也只能是尽可能去了解原理,结合代码来理解,然后实践。也不是所有的出错都能找到合理的解释:xinlei:

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    C 离线
    cccrrryyy 超神
    写于 最后由 编辑
    #30

    好的,感谢,我先看看这些!

    确实,有时候我感觉参考理论指导就可以,但有时候光靠这个不行,和代码的植入可能也有一定关系。我以前用过很长时间FLUENT,它里面基本都是成套的,比如kEpsilon下面就有好像是4个壁面函数可以选择,并不是每个量都要给一个。另外它也没有提供nut的边界条件,不知道是没用还是用了些什么东西但是它不明说。

    I don't want to survive, I want to thrive.

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    Samuel-Tu
    在 中回复了 cccrrryyy 最后由 编辑
    #31

    @cccrrryyy fluent里面壁面函数只用设置一下,而OF里所有湍流变量都要设置。。我都搞不明白什么时候该搭配什么。只是知道根据y+简单判断一下该用哪种。。

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    xpqiu 超神
    在 中回复了 xpqiu 最后由 编辑
    #32

    @xpqiu
    最近还看到一篇 Ph.D 论文,详细讲了 kEpsilon 湍流模型的壁函数实现原理,我觉得很不错。

    Wall functions for the k - e turbulence model in generalized nonorthogonal curvilinear coordinates
    Sondak, Douglas L., Iowa State University, 1992

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    xpqiu 超神
    在 中回复了 Samuel-Tu 最后由 编辑
    #33

    @Samuel-Tu 你那个算例后来怎么样了,有进一步的改进吗?

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