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  3. LES定义入口速度的问题(DSRFG方法)

LES定义入口速度的问题(DSRFG方法)

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    霜染丹枫
    在 中回复了 李东岳 最后由 编辑
    #12

    @李东岳 李老师好,计算域是完全的矩形,即三维槽道流。

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    霜染丹枫
    在 中回复了 xjwang 最后由 编辑
    #13

    @xjwang 感谢回复,我的湍流入口方法也是采用DSRFG方法(Huang et al,2010),速度入口边界,也是把脉动速度场定义在入口边界面上了,计算过程中通过监测不同轴向截面速度的等值线图,发现在入口附近速度场有小幅值脉动,在远离入口处速度场的脉动几乎消失(感觉和你说的沿着顺风向,脉动功率谱密度减小的问题类似)。而理想的结果是否应该是由于入口扰动的持续作用,在下游能一直维持较强脉动的湍流场。不知您当时是如何解决的?

    X 1 条回复 最后回复
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    xjwang
    在 中回复了 霜染丹枫 最后由 编辑
    #14

    @霜染丹枫 换了台电脑回复你^-^
    能不能贴一下你不同位置的速度的紊流度以及功率谱的图片?
    还有一个问题是,比如你的计算域顺风向长度是15,你目标结构应该放在5-8左右,这样紊流度等衰减都不是很大。
    我之前犯的错是,入口的参数搞错了,紊流积分尺度这些设置错了。


    以下是在公众号下边的留言:
    抱歉在论坛上提问问题后没有及时更新后续。
    很惭愧,这个问题后来我发现是参数设置错了,生成风场的参数是按照缩尺的参数选取的,而DSRFG这个方法,本来是对网格尺寸不敏感的,但因为参数选错了,所以导致了在入口处引起了divergence-free问题。至于后续问的那个沿顺风向紊流度减小的问题,确实是会减小,不过不是太过于明显,因为我错误选取了参数,导致顺风向的衰减程度特别大。

    之所以会问在两个面定义成inlet,是因为看过一篇文章,Kim, Y., Castro, I. P., & Xie, Z. T. (2013). Divergence-free turbulence inflow conditions for large-eddy simulations with incompressible flow solvers. Computers & Fluids, 84, 56-68.

    看楼上有位同学或老师回复过这个问题,他用的CDRFG方法,这个方法是产生inhomogeneous的inflow的,所以在入口处不满足divergence-free,而且文章中感觉有一处错误(也许是我理解不够吧),所以就没有用这个方法。

    在入口处加尖劈或者粗糙元,我个人觉得不太好控制想要的风场参数(如紊流积分尺度等),而且由此导致的网格加密会增加计算负担,虽然DSRFG方法也是很耗费计算资源。

    霜 2 条回复 最后回复
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    霜染丹枫
    在 中回复了 xjwang 最后由 编辑
    #15

    @xjwang 辛苦辛苦^ ^,这是计算得到的瞬时速度等值线图,可以看出脉动速度在下游是衰减的(因为一直通过瞬时速度波动情况来观察下游湍流情况,不知这样判断是否有问题?)。另外关于您提到的湍流积分尺度参数,是指huang文章中说的turbulence integral length scales Lu/Lv/Lw么?我在想我是否也是这个问题导致的?
    88e34fea-ea2d-4136-a70f-1a3d4b8b5acf-image.png

    1 条回复 最后回复
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    霜染丹枫
    在 中回复了 xjwang 最后由 编辑
    #16

    @xjwang 同时,我在DSRFG方法中采用的参数都是根据自己计算工况进行的设置,比如x,y,z坐标数据、湍流积分尺度l等,这是否可以理解为您指出的“因为参数选错了,而引起了divergence-free问题”?之前一直在网格和时间步长设置方面找原因,没有考虑过本身生成的速度场是否问题。呜呜0.0!

    李东岳李 X 2 条回复 最后回复
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    李东岳李 在线
    李东岳 管理员
    在 中回复了 霜染丹枫 最后由 编辑
    #17

    @霜染丹枫

    完全的矩形,即三维槽道流

    我不太清楚你们讨论的DSRFG这个东西。但是这种很难在三维槽道流内单纯凭这壁面保持湍流。你有没有试过添加扰动。

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

    霜 X 3 条回复 最后回复
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    霜染丹枫
    在 中回复了 李东岳 最后由 编辑
    #18

    @李东岳 入口速度是在平均速度基础上加的扰动,这些扰动就是通过那个算法实现的,因此在每个时间步入口速度场的扰动时一直存在的。

    1 条回复 最后回复
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    xjwang
    在 中回复了 李东岳 最后由 编辑
    #19

    @李东岳 这个不仅仅是流槽了,算是风洞。虽然边界条件会有影响,但是不太影响计算域中的一些地方。

    1 条回复 最后回复
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    xjwang
    在 中回复了 霜染丹枫 最后由 编辑
    #20

    @霜染丹枫 “根据自己的工况” 这句话,如果你的参数是从风洞试验中或者其他数据库中得到的,那应该没啥问题。不过我觉得,你貌似没有把紊流积分尺度等参数设置正确,一个比较快速的检查:你的网格尺寸是多少,你的紊流积分尺度是多少?看你发的那个图片,貌似是遇到了我之前那样的问题,脉动部分急剧减少。我现在手边没有我计算的图片,不过我的计算结果的瞬时速度场在整个计算域都能表现出明显的湍流特征。

    霜 1 条回复 最后回复
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    xjwang
    在 中回复了 李东岳 最后由 编辑
    #21

    @李东岳 李老师,请问那个公众号下边回复说用CDRFG方法的同学或老师注册了吗?能否邀请他一起讨论一下那个方法?我一直感觉那篇论文中有一个错误,给作者发邮件也没回复。

    李东岳李 1 条回复 最后回复
  • 李东岳李 在线
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    李东岳 管理员
    在 中回复了 xjwang 最后由 编辑
    #22

    @xjwang 好像没有

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

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    霜染丹枫
    在 中回复了 xjwang 最后由 编辑
    #23

    @xjwang 感谢回复,我的计算域如图所示,几何尺寸:X=1.2m、Y=0.2m、Z=0.4m。展向和轴向为均匀网格。空气沿x轴正向进入,平均速度是1.2m/s。入口采用速度入口边界条件,出口为压力出口边界条件,展向是周期性边界条件(即Z方向),上部和底部为壁面,采用无滑移边界条件。三个方向网格节点:64X64X128,垂直壁面方向采用非均匀网格,首层网格高度△y=0.0001m,保证Yplus<1。目前程序中湍流积分尺度设置为Ls=0.014(大致估算的,目前看来是有问题的)。Huang文章说这个参数很重要,给了三种设置的方法,但是我一直没引起重视。。。。您这个参数是如何来设置的呢?谢谢!
    05a06475-8e10-41d3-99f0-74390bf74585-image.png

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  • 李东岳李 在线
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    李东岳 管理员
    在 中回复了 霜染丹枫 最后由 李东岳 编辑
    #24

    后来他注册了,但是好像没来这里回复。

    但是这种很难在三维槽道流内单纯凭这壁面保持湍流。你有没有试过添加扰动。

    我是说初始internalField的扰动。

    我看了一下Huang2010的文章,他们算的不是三维槽道流,里面包含障碍物,就不存在这个问题。但你那种三维槽道流很有可能有这个问题。

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

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    霜染丹枫
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    #25

    @李东岳 李老师,麻烦能说一下internalField的作用么,我不是很了解,谢谢

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    xjwang
    在 中回复了 霜染丹枫 最后由 编辑
    #26

    @霜染丹枫 Ls太小吧,你这个算例感觉设置的不是太正确。
    题外话:
    1.你的首层网格高度0.0001m,不知道你具体咋划分的网格,沿高度方向如果增长太快的话,应该会对计算结果有影像,而且你网格的三个方向的尺寸比例如果出现这种1:1:1000这种情况的话,也会影响你的计算结果。
    2.不知道你是不是想摸你ABL, 如果是的话,上部设置成无滑移边界条件不太好吧。

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    xjwang
    在 中回复了 李东岳 最后由 编辑
    #27

    @李东岳 internalField应该没啥影响,毕竟模拟时间比较长,初始条件可以忽略不计。我试过internalField是(0 0 0)和(U 0 0) 都没啥影响

    李东岳李 1 条回复 最后回复
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    xjwang
    在 中回复了 霜染丹枫 最后由 编辑
    #28

    @霜染丹枫 还有你说的那三种Ls的计算方式很重要,但这个是影响空间相关性的。这个参数不是自己凭空造出的,我是根据试验来确定的

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  • 李东岳李 在线
    李东岳李 在线
    李东岳 管理员
    在 中回复了 xjwang 最后由 编辑
    #29

    @xjwang 在 定义入口速度的问题 中说:

    internalField应该没啥影响,毕竟模拟时间比较长,初始条件可以忽略不计。我试过internalField是(0 0 0)和(U 0 0) 都没啥影响

    有道理

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

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  • 李东岳李 在线
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    李东岳 管理员
    在 中回复了 李东岳 最后由 编辑
    #30

    像是这种速度波动越往后越少的,类似开始有湍流后来无湍流,我倒是完全可以理解的。
    持续关注解决办法 :haqi:

    2021-06-08 09-17-48屏幕截图.png

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

    X 霜 3 条回复 最后回复
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    xjwang
    在 中回复了 李东岳 最后由 编辑
    #31

    @李东岳 对,这个可以理解,但是衰减太快就是有问题了,一般处理这种瞬态问题用的piso算法,会根据质量守恒去修正求解的速度,所以如果入口处不满足质量守恒,速度场会有很大的改变。

    霜 1 条回复 最后回复

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