中性大气环境湍流动能的自保持 | 附有算例下载

[coolhhh]

@李东岳 收到，谢谢老师

[coolhhh]

@李东岳 李老师，算了您给的算例，计算结果跟您的结果一样，还没找到原因。但有以下问题：

1. blockMeshDict中把inlet和outlet设置成了wall，但都改为patch后，结果还是跟上面的计算结果基本一样，k偏差仍较大。

---

算例中blockMeshDict初始设置

convertToMeters 1;

vertices
(
    (0  0   0)
    (12 0   0)
    (12 1.8 0)
    (0  1.8 0)
    (0  0   1.8)
    (12 0   1.8)
    (12 1.8 1.8)
    (0  1.8 1.8)
);

blocks
(
    hex (0 1 2 3 4 5 6 7) (120 42 18) simpleGrading (1 4 1)
);

edges
(
);

boundary
(
    top
    {
        type patch;
        faces
        (
            (3 7 6 2)
        );
    }
    inlet
    {
        type wall;
        faces
        (
            (0 4 7 3)
        );
    }
    outlet
    {
        type wall;
        faces
        (
            (2 6 5 1)
        );
    }
    bottom
    {
        type wall;
        faces
        (
            (1 5 4 0)
        );
    }
    sides
    {
        type wall;
        faces
        (
            (0 3 2 1)
            (4 5 6 7)
        );
    }
);

---

2. Yang2009中网格，第一层网格高度0.01m，增长率是1.06。simpleGrading (1 4 1)这个设置反算对应第一层网格高度为0.0197，网格增长率为1.034，计算Y+结果大约在300：

# y+ ()       
# Time        	patch         	min           	max           	average       
0             	bottom	3.602087e+02	3.602087e+02	3.602087e+02
0             	sides	0.000000e+00	0.000000e+00	0.000000e+00
100           	bottom	3.026569e+02	4.241725e+02	3.196787e+02
100           	sides	2.660222e-03	1.234693e+02	2.231677e+01
200           	bottom	2.978864e+02	4.241725e+02	3.151323e+02
200           	sides	2.712471e-03	1.696112e+01	7.879751e-01
300           	bottom	2.978864e+02	4.241725e+02	3.151323e+02
300           	sides	3.569842e-03	1.696111e+01	5.413341e-01
400           	bottom	2.978864e+02	4.241725e+02	3.151323e+02
400           	sides	1.932649e-03	2.113821e+01	6.643026e-01
500           	bottom	2.978864e+02	4.241725e+02	3.151323e+02
500           	sides	1.392717e-03	1.696111e+01	5.073163e-01

---

3. 尝试设置为simpleGrading (1 10.9 1)，网格总数不变，对应的网格和Yang2009中网格接近，第一层网格高度0.01m，增长率是1.06。计算的Y+数值在80左右，但计算结果还是跟上面的计算结果基本一样，k偏差仍较大。

# Time        	patch         	min           	max           	average       
0             	bottom	1.868099e+02	1.868099e+02	1.868099e+02
0             	sides	0.000000e+00	0.000000e+00	0.000000e+00
100           	bottom	1.598811e+02	2.174476e+02	1.701706e+02
100           	sides	2.192814e-02	1.108888e+02	2.684494e+01
200           	bottom	1.539062e+02	2.174475e+02	1.625827e+02
200           	sides	8.207370e-04	2.373603e+01	1.893065e+00
300           	bottom	1.537618e+02	2.174475e+02	1.625742e+02
300           	sides	4.922483e-03	8.914920e+00	7.251943e-01
400           	bottom	1.537618e+02	2.174475e+02	1.625742e+02
400           	sides	1.176434e-03	3.476801e+01	9.170413e-01
500           	bottom	1.537618e+02	2.174475e+02	1.625742e+02
500           	sides	3.049010e-03	8.458892e+00	7.410303e-01

---

4. Yang2009中，提到了SKE1和SKE2两种模型，并模拟对比。
   
   
   尝试根据式(25)和(26)把这两个k曲线画出对比，这两条曲线还是有挺大区别，但在原论文中两个工况的inlet结果看起来像是一样的
   

[coolhhh]

@coolhhh 在 中性大气环境湍流动能的自保持 | 附有算例下载 中说：

尝试设置为simpleGrading (1 10.9 1)，网格总数不变，对应的网格和Yang2009中网格接近，第一层网格高度0.01m，增长率是1.06。计算的Y+数值在80左右，但计算结果还是跟上面的计算结果基本一样，k偏差仍较大。

这里更正，计算的Y+数值大概在160左右

[李东岳]

@coolhhh 非常感谢非常感谢！

目前看起来无解了。Yang2017的kOmegaSST我也试了，基本也是类似的结果。抓不到头脑。

尝试根据式(25)和(26)把这两个k曲线画出对比，这两条曲线还是有挺大区别，但在原论文中两个工况的inlet结果看起来像是一样的

是的，类似的我也尝试过。Yang2017里面给出了两种进口，一种log，一种幂指数。俩种进口型线一样。但是我画出来也不一样，区别很大。

真是想不出来为啥了。你在国内么，留个地址，给你弄两个CFD记事本过去。

[coolhhh]

@李东岳 李老师，我尝试按照自己的理解，用fluent尝试算了Yang2009算例，参照OpenFOAM的设置，结果能对上，但和原论文结果有点区别：

---

1. 按照Yang2009设置，顶面设置为slip wall，结果基本能自保持，但接近顶部的k无法自保持，猜测是顶面边界条件设置问题。
   
   fluent中slip wall设置如下，把壁面剪切应力设置为0。
   

---

2. 把顶面设置为symmetry，结果就基本一样。实在不知道为何OpenFOAM算出来k衰减那么多
   

[coolhhh]

似乎找到原因了，是要把算例0文件夹中的U、k、epsilon中用codedFixedValue编写的边界name命名为不同名称，基于李老师算例文件修改后如下，用OpenFOAM-9直接Allrun
Yang2009OFCase.tar

    inlet
    {
        type            codedFixedValue;
        value           uniform 0.1; //default value
        name            linearTBC1; //name of new BC type

修改后的算例结果如下，近壁面有点偏差，但总体是保持住了

[李东岳]

完美解决！

太感谢了！这个小bug让我卡了一个月。太无语了

。。。。。

[李东岳]

@coolhhh 在 中性大气环境湍流动能的自保持 | 附有算例下载 中说：

把顶面设置为symmetry，结果就基本一样

另外，symmetry与slip的差异极小。在openfoam这面，symmetry是一种几何性的限定，所有的场各种场都会严格的对称。但是slip只是速度会这样，其他场不会，比如HbyA。但是这个是fluent的结果，那fluent为什么这样，就不知道了。

[coolhhh]

@李东岳 或许是我这边fluent有某个设置错了，杨老师论文中顶面用的slip结果不会出现k衰减。我再试了fluent中顶面设置no-slip，结果是比较符合预期，接近顶面壁面平均速度减小，湍动能增大

[SHUKK]

@李东岳 李老师，我最近尝试复现Yang2017的kOmegaSST，按照文献的设置和参数设置，k都无法保持稳定。不知道老师您是否复现出来了。

[李东岳]

@SHUKK kOmegaSST没有尝试。你可以把你的算例打包发上来我给你看看

[SHUKK]

@李东岳 好的，谢谢李老师！y2017kOmegaSST.zip

[chszkc]

@Vortex 前辈您好，请问可以向您请教一下LESGO温度分层算例的相关设置吗？

[疏影横斜水清浅]

请问有没有人做大涡模拟的中性大气环境湍动能自保持，大涡模拟的有没有参考文献？

[疏影横斜水清浅]

@李东岳老师您好，请问Yang2009中的垂向网格设置，第一层网格必须很小吗，和y+差不多。如果将垂向网格的尺寸变大，算例会发散，有人遇到过这种情况吗？

[李东岳]

@疏影横斜水清浅

如果将垂向网格的尺寸变大，算例会发散，有人遇到过这种情况吗？

我提供的这个算例么

[疏影横斜水清浅]

@李东岳 是的

[李东岳]

@疏影横斜水清浅 明天我试一下 我记得我放大过很大的网格也能算

[疏影横斜水清浅]

@李东岳 测试的网格如下，网格尺寸比较大

convertToMeters 1;

vertices
(
    (0 0 0)//0
    (5000 0 0)//1
    (5000 500 0)//2
    (0 500 0)//3
    (0 0 1)//4
    (5000 0 1)//5
    (5000 500 1)//6
    (0 500 1)//7
);

blocks
(
    hex (0 1 2 3 4 5 6 7) (500 50 1) simpleGrading (1 10 1)
);

edges
(
);

boundary
(
    inlet
    {
        type       patch;
        faces
        (
             (3 0 4 7)
        );
    }
    outlet
    {
        type       patch;
        faces
        (
             (1 2 6 5)
        );
    }
    topWall
    {
        type       patch;
        faces
        (
             (2 3 7 6)
        );
    }
    flatWall1
    {
        type       wall;
        faces
        (
             (0 1 5 4)
        );
    }
    front
    {
        type empty;
        faces
        (
             (4 5 6 7)
        );
    }
    back
    {
        type empty;
        faces
        (
             (3 2 1 0)
        );
    }
);

mergePatchPairs
(
);

[李东岳]

你这个不是网格尺寸变大，是网格尺度变大。网格尺寸放大，是计算域不变，网格变粗。

yang本身是小尺度，你变成了大气环境大尺度，类似工业放大。或许会有问题。