考虑动量源项后残差变差

[fangyuanaza]

请教各位老师，最近模拟一个矩形管道流动，结果与DNS对比。刚开始采用一般性边界条件，入口匀速流动，出口定压。但是因为流动雷诺数很低，需要很长的区间发展成完全的湍流，但是残差情况较好，如下：

因此后来改成周期性边界条件cyclic。在控制方程中添加动量源项来驱动流动，通过fvOptions添加momentumSource，发现这样残差变差：

体现在模拟结果上为，速度曲线很多波动：

请教是什么原因呢？

[李东岳]

@fangyuanaza 在 考虑动量源项后残差变差 中说：

刚开始采用一般性边界条件，入口匀速流动，出口定压。但是因为流动雷诺数很低，需要很长的区间发展成完全的湍流，

你这个能发展成湍流么？

后面那个方法看起来模拟的有点问题 你流场结果目测有问题么

[fangyuanaza]

@李东岳 谢谢李老师的回复！一般圆管临界雷诺数是2000-2600， 这个雷诺数是5600. 所以认为应该是能发展成湍流的如果不用周期边界条件，发现>70h 才发展为完全湍流。从tke的分布判断的。除了这些波动，整体趋势实际上与DNS数据非常接近。速度流场看起来正常。模拟的四分之一个计算域，可以看到转角的流动速度更小：

[李东岳]

http://dyfluid.com/icoFoam.html

你看一下我这个用近似的DNS模拟的图。一般流场会比较混乱。

[fangyuanaza]

@李东岳 看了您的算例设置以后发现添加源项的方式是一样的，您的算例是准直接模拟，所以会有细小的涡。我的就是steady的RANS，所以流场比较平均

[fangyuanaza]

@李东岳 此问题已解决，做了很多测试后发现，不是残差不好没收敛的问题，而是后处理的问题。本算例计算域在利用对称边界条件后仅为原算例的1/4.而要监测的为duct中心的流动状况。也就是说监测点在计算域边界，因为计算机误差，无法精确取到这个点，计算机会进行插值，导致了这么多spikes。将监测点往计算域内部靠近能解决这个问题。

关于残差，尽管满足y+<1,但是有些监测的物理量的残差不乐观，这个可以加密网格解决。我在截面加密一倍网格后可以解决。但是个人认为没有必要。因为残差不好的物理量都是本身数值很小的，比如压力，Uy， Uz。本身这些量接近于零，因此数值的一点点波动，相对残差会比较大。这些并不影响最终结果。

[李东岳]

@fangyuanaza