interFoam计算气泡槽道流时的压力问题

学流体的小明

@coolhhh 但这样会导致很多问题，入口速度设置好之后，流场还要向下游发展，如何保证湍流没有被耗散掉——这个时候应该不能用meanVelocityForce了。
我是要得到一个稳定的气泡输运过程，如果按照您的思路，气泡在上游初始化，之后得和湍流一起运动发展一段时间，到达计算域中游下游时候，我可以采集我需要的信息，这会造成我的计算域非常长。而且也很难保证最终是一个遍历态。
还是先想想从求解压力的方面入手吧😂

李东岳

流场中一些监测点的压力会变成下面这样，可以看到很多点的压力基本是一样的

为什么不同的网格点的压力是一样的？

当槽道中仅有一个气泡时，每次修正的值并不大，还可以接受，流场中某点的压力随时间的变化（由于没有重力p=p_rgh）如下图，是可以接受的，由于有气泡经过，该点p会有几次峰。

单气泡算例，p符合预期么（跟表面张力的关系）

学流体的小明

李东岳在 interFoam计算气泡槽道流时的压力问题中说：
为什么不同的网格点的压力是一样的？

A点的值可能是100+0.1，B点的值可能是100+0.2，就是修正的量太大了，把它们本身的空间起伏都淹没了

李东岳在 interFoam计算气泡槽道流时的压力问题中说：
单气泡算例，p符合预期么（跟表面张力的关系）

符合，多气泡算例的表面张力关系也是符合的。下面这个截面的图，p_water = -289 Pa, p_gas = -165 Pa，虽然气泡半径0.001 m，应该是差144 Pa，但考虑到变形，算出来的结果差124 Pa也还是符合预期的。

下面这张图，中间那个红点是压力参考点，p = 0 Pa，两侧的橘色的斑块是气泡。就可以看到在参考点之外，流场的液体的压力迅速就降低到-289 Pa了。这算是没收敛么

coolhhh

@学流体的小明因为这算的是多相流，压力参考点能够指定在water还是gas成分上吗？整个water的压力基本一致，如果压力参考点是以water为基准，那么整个water的压力应该都为0。会不会是默认的压力参考点以gas为准，而gas的压力很小接近于0，然后以这个值为参考点，water的压力值就变为-289？

李东岳

这个看起来是算法的问题。

单核跑是否有问题？
correctPhi如果变成no是否有问题？

学流体的小明

@coolhhh
从pEqn.H的代码来看，并没有这种water / gas之分
@李东岳

没试过单核跑，单核算得会非常慢，而且估计得算几步才能看结果，我试一下。
correctPhi是必须要是yes的，改成no的话会造成自适应加密出问题，流场所有地方的alpha.water会变得不严格是1，比1小一些，然后流场的所有地方都会加密。

学流体的小明

@李东岳东岳老师，最近试了很多参数，发现了点规律。

应该是自适应网格的问题。如果使用自适应网格而不显式地指定correctPhi，程序会自动调用correctPhi。并且自适应网格必须correctPhi，否则会导致alpha.water出问题，全场都加密。

bool correctPhi
(
    pimple.dict().getOrDefault("correctPhi", mesh.dynamic())
);

不使用自适应网格，但是correctPhi yes，流场的压力结果也正常。
单核跑，即使是自适应网格，自动调用correctPhi，流场也计算正常。

应该是并行 + 自适应网格的问题？是不是要在dynamicMeshDict中进行correctFluxes操作呀？但我看Tutorial里面都没correctFluxes。

李东岳

我看到Correctphi代码里面：

    while (pcorrControl.correctNonOrthogonal())
    {
        // Solve for pcorr such that the divergence of the corrected flux
        // matches the divU provided (from previous iteration, time-step...)
        fvScalarMatrix pcorrEqn
        (
            fvm::laplacian(rAUf, pcorr) == fvc::div(phi) - divU
        );

        pcorrEqn.setReference(0, 0);

        pcorrEqn.solve();

        if (pcorrControl.finalNonOrthogonalIter())
        {
            phi -= pcorrEqn.flux();
        }
    }

第10行是硬植入的，你看看把pcorrEqn.setReference(0, 0)改成p_rghEqn.setReference(pRefCell, getRefCellValue(p_rgh, pRefCell))是否有作用。

学流体的小明

我按照您说的方法修改了代码，没有什么大的改变。虽然这行代码确实不太对。
还有就是不太明白setRefrence()这个函数

template<class Type>
void Foam::fvMatrix<Type>::setReference
(
    const label celli,
    const Type& value,
    const bool forceReference
)
{
    if ((forceReference || psi_.needReference()) && celli >= 0)
    {
        source()[celli] += diag()[celli]*value;
        diag()[celli] += diag()[celli];
    }
}

把方程中，RefCell位置的源项加上一个值，然后系数矩阵对角线上RefCell位置翻倍？

还发现一点是自适应加密的间隔可以调小，改成1。每次都运行自适应这个模块，但不是每一步都会导致网格变化，所以调小一些也没事。可能需要nBufferLayers调大到2。
自适应加密间隔调小之后，流场也算得比较好了。自适应加密间隔再从1调整到5，压力马上就出问题了。下面图中0.09s之后就是自适应加密间隔调大的后果。

学流体的小明

学流体的小明在 interFoam计算气泡槽道流时的压力问题中说：

我按照您说的方法修改了代码，没有什么大的改变

甚至导致结果更差了。

不进行这样的修改的话，相同的设置下，相同测点的压力如下图，可以看到紫色线有明显的台阶上升，这是气泡经过了这个测点，测到了气泡内部的压强。

李东岳

把方程中，RefCell位置的源项加上一个值，然后系数矩阵对角线上RefCell位置翻倍？

信息量很大。我稍后回复你这个问题。不过圣诞节要放假了。明天没回复你就得月底了。

这个看起来是个bug。不过要让官方debug测试，他们需要你提供一个小网格的算例他们复现一下。你这个原本的3D-LES他们debug不动。

学流体的小明

我搞了一个125000网格的小算例，也可以复现流场整体异常压力跳跃的问题，不用跑完，跑几分钟就可以用里面的gnuplot脚本画图看到流场的压力。
算例放上来了，李老师@李东岳您有空帮我看看，非常感谢！
singleBubbleChannel_debug.zip

李东岳

把方程中，RefCell位置的源项加上一个值，然后系数矩阵对角线上RefCell位置翻倍？

我在无痛苦ns方程笔记里面详细的写了这个，你看一下setReference()这一节。

我下载看一下能不能跑动。感觉有点够呛，我这是单核虚拟机。

学流体的小明

单核跑算出来的结果非常好，图中所有测点的压强降到-140左右是因为气泡经过了参考点，参考点（此时在气泡内部）的压强为0，外部的水的压强就应该是-144。这个算例的参考点、测点的设置和我上传的那个不一样。

学流体的小明

学流体的小明在 interFoam计算气泡槽道流时的压力问题中说：

应该是并行 + 自适应网格的问题？

更正一下，是并行+自适应网格+压力参考点三个要素的共同作用，去掉任何一个都可以算出来好的结果。

一个新的发现是壁面上会有奇异点，如下图，着色是p_rgh，这些奇异点都处于并行分区的各个界面上。更奇怪的是，上壁面并没有这样的问题。Note:参考点放置在流场中间。

现在暂时放弃自适应加密了，直接全场加密算，压力就是正确的。
😂

CFD中文网

interFoam计算气泡槽道流时的压力问题