添加粒子后计算速度变慢

[vbcwl]

请教一下各位前辈，用pimpleFoam求解一个工况的时候pEqn只需要迭代二十来次，用DPMFoam计算添加颗粒后的工况，除了添加颗粒别的设置都一样，而且求解颗粒相部分速度很快，但是pEqn现在需要迭代二百多次，请问这是什么原因？有办法加快pEqn的收敛么？

[李东岳]

你看你的流场噪音大么，发云图看一下，没准算的有点问题

[vbcwl]

@李东岳 请问噪音是什么？这个是我的压力云图，是考虑了浮力的垂直槽道流，然后我还发现，最大库朗数为0.5的时候pEqn迭代次数竟然比0.1的时候迭代次数还要少!冷壁面的压力速度以及流体体积分数云图：



槽道中心的压力速度以及流体体积分数云图：



热壁面的压力速度以及流体体积分数云图：

[vbcwl]

@vbcwl 用的是双向耦合的方法，然后下面这个是没添加颗粒的压力速度云图，冷壁：


中间：


热壁面的

[李东岳]

算的不对。你把粒子直径减小几倍试一下

[星星星星晴]

如果按你说的2-way coupling的话，那颗粒自然会对速度流场有影响，速度场有影响的话自然pimple就要多算的吧

你现在的Co是多少，尝试减少一下你的Euler Time step。

或者你先跑 1-way coupling，你就能判断出到底是不是因为颗粒对流场的作用导致你计算变慢。

[vbcwl]

@李东岳 请问下，粒子直径和和网格尺寸有什么关联么？这个粒子直径之前是验证过在当前雷诺数下是没有问题的，现在跟之前比就是网格更细了，雷诺数基本没怎么变化的

[vbcwl]

@星星星星晴 上面添加粒子的云图是最大库朗数0.5的，然后很奇怪一点就是，最大库朗数为0.1的时候，pEqn需要迭代的次数反而比0.5还要多

[星星星星晴]

@vbcwl 你说的是MaxCo？ 在cloudproperties的？
那是当然。。这里面的MaxCo决定的是你的lagrangian time step。是颗粒的时间步。你设置的越小，则代表对颗粒的子循环次数更多。从而导致你的UTrans 可能是不一样的。

你现在的情况，从我个人的认知是，说明你的粒子速度快，网格细，从而需要更小的lagrangian time step去resolve你的颗粒运动。也有可能是你的np过大，导致颗粒质量过大，从而导致你的momentum exchange过大。

你加颗粒是为什么？你的重点是颗粒还是流场？

@vbcwl 在 添加粒子后计算速度变慢 中说：

@李东岳 请问下，粒子直径和和网格尺寸有什么关联么？这个粒子直径之前是验证过在当前雷诺数下是没有问题的，现在跟之前比就是网格更细了，雷诺数基本没怎么变化的

欧拉拉格朗日对网格是有依赖的。颗粒直径和网格尺寸是有关联的，你的theta field 也就是alpha是多少，即cell中的颗粒体积/cell体积是多少，理论欧拉拉格朗日建议小于0.6，但是dpmfoam这块好像总会忽略这个问题。
具体要根据你的东西来，你也要看别人的论文怎么说。

[vbcwl]

@星星星星晴 前辈您好。颗粒体积远远小于网格体积，流体体积分数都接近于1，我最上面第三个图就是。我这个流向和展向尺寸比直径小很多，但是法向因为近壁面要加密并且法向尺寸也比较小，壁面处网格已经比颗粒直径小了，论文里普遍要求颗粒直径要小于法向网格尺寸，dp/Ymin一般小于0.5就可，我这里dp/Ymin大概是4了，也有一些人颗粒直径大于网格法向尺寸的。然后最大库朗数是controlDict里的，我的算例参考自带的GoldSchmidt改的，在kinematicCloudProperties里没有见到拉格朗日时间步的设置，我看别的求解器的算例下的cloudProperties有maxCo。您的意思是，如果设置了拉格朗日时间步长，假如这个时间步长是1，controlDict里的时间步长是2，那么每一步求解流场的同时，会求解两步颗粒场，同时最后一步的颗粒作用力被耦合到流体相中去，是这个意思么？然后如果没有设置拉格朗日的时间步长那么，颗粒相与流体相采用同样的时间步长，这么理解对么？

[星星星星晴]

@vbcwl

@vbcwl 在 添加粒子后计算速度变慢 中说：

前辈您好。颗粒体积远远小于网格体积，流体体积分数都接近于1，我最上面第三个图就是。我这个流向和展向尺寸比直径小很多，但是法向因为近壁面要加密并且法向尺寸也比较小，壁面处网格已经比颗粒直径小了，论文里普遍要求颗粒直径要小于法向网格尺寸，dp/Ymin一般小于0.5就可，我这里dp/Ymin大概是4了，也有一些人颗粒直径大于网格法向尺寸的。

这部分我没有发言权，我没做过这样密集的颗粒的研究，所以既然你的 $dp/Ymin \approx 4$ 那说明你这样做肯定是有问题的，到底怎么解决，我就不知道了

@vbcwl 在 添加粒子后计算速度变慢 中说：

然后最大库朗数是controlDict里的，我的算例参考自带的GoldSchmidt改的。

那这个是流体相的时间步设置。你如果用动态的timestep 这一项是有用的。会根据你的流场的Co来决定你的欧拉时间步。
但是你用的是PIMPLE求解的话，流场maxCo设置小于1是没有意义的啊。。那就直接用PISO好了啊。。 何必用PIMPLE去耦合浪费时间呢？
我个人理解的PIMPLE的意义就是在Co>1下耦合速度场和压力场保证计算收敛。

在kinematicCloudProperties里没有见到拉格朗日时间步的设置，我看别的求解器的算例下的cloudProperties有maxCo。

你看你的终端的输出，可能会有你拉格朗日的maxCo的设置。不然你就是default，这个要看你的code里面的设置是多少了。

您的意思是，如果设置了拉格朗日时间步长，假如这个时间步长是1，controlDict里的时间步长是2，那么每一步求解流场的同时，会求解两步颗粒场，同时最后一步的颗粒作用力被耦合到流体相中去，是这个意思么？

差不多是的，默认的OF是根据你的颗粒的MaxCo来决定每一个拉格朗日步的stepfraction，然后一点一点计算的。准确来说是每个拉格朗日步都会生成一个UTrans的source term，然后叠加起来，最后在solver中通过source term将颗粒对流场的影响添加进来。这也就是所谓的2-way coupling。
在kinematicParcel.C里面，这些都有写。

然后如果没有设置拉格朗日的时间步长那么，颗粒相与流体相采用同样的时间步长，这么理解对么？

不是，如果你没有对默认的拉格朗日库做调整的话，这个是由cloudProperties有maxCo决定的。

[vbcwl]

@星星星星晴 明白了，谢谢星星前辈