关于buoyantPimpleFoam的几个问题

cccrrryyy

@东岳我回来了！不好意思隔了快一周了。看了rhoSimpleFoam和rhoPimpleFoam，目前还有以下几个问题希望和大家一起探讨。

高版本的rhoPimpleFoam既可以调用psiThermo也可以调用rhoThermo，而低版本调用的是psiThermo。给人的感觉有点混乱，这两个热物性的区别到底是什么。换句话说，psiThermo和rhoThermo是否可以随意使用，还是某些求解器只适合调用某一种。如果我想自己组装一个新的求解器怎么判断选择psiThermo还是rhoThermo呢？
还是关于密度方程的（"rhoEqn.H"）。我的理解是求解密度方程的原因是为了获得连续性误差（pEqn.H的末尾#include "rhoEqn.H"和#include "compressibleContinuityErrs.H"）。如果仅仅是这个原因，为什么每一个时间步的开头要求解密度呢。（对于rhoPimpleFoam，如果PISO修正步数小于等于1则调用"rhoEqn.H"；对于buoyantPimpleFoam则没有判定，一定要调用。）这一点其实还好，因为如果每一个时间步严格收敛了，那密度也不会再变化了，求解器密度和热物性密度应当完全一样。
综合我看到的关于buoyantPimpleFoam的解析，它适用于求解浮升力引起的温度变化而导致的密度变化。这个是不是类似于所谓的低马赫数假设（密度不随压力变化，而随温度、组分等变化）？如果是（或者不是），原因是什么？

bestucan

@cccrrryyy 第二个我知道，求解密度方程是为了求解质量守恒方程，连续性残差是密度残差的反映，具体什么关系没研究过，当做相等也没什么，顶多有个常系数关系。

质量守恒方程所运输的物理量就是密度，所以一直在围着密度转，所以时间步开头就算密度，然后通过迭代减小残差。

cccrrryyy

@bestucan 感谢回复！我理解连续性残差其实就是在算求解器得到的密度（质量守恒方程）和热物性更新得到的密度（状态方程）之间的差别，但这个步骤在每次求解完压力并更新速度之后（即pEqn.H的末尾）都已经进行了，所以不太理解为什么每个时间步的开头要计算一次密度。

bestucan

@cccrrryyy 惭愧惭愧，您的理解比我深入多了，

我再猜测一下，可能是求解动量守恒方程的时候（夹在物质守恒和能量守恒中间？）要用密度。我记得求解器里的压力是除过密度的压力。这个时候开头算不算密度应该会有影响？

好了，肚里没货了，再和您讨论要明天充充电了

李东岳

http://dyfluid.com/rhoPimpleFoam.html 公式5的描述解释了为什么要rhoEqn.H。至于Pimple多次迭代，是因为肯定会更新$A_\rP$，所以没必要开始rhoEqn.H

我昨天想更新buoyantPimpleFoam，发现这俩差不多就没写
不过我整理下heRhoThermo与hePsiThermo然后回复你

cccrrryyy

@bestucan 每天都在充电学习，谈不上理解深入或者不深入啥的。

cccrrryyy

@东岳有点理解了！buoyantPimpleFoam和rhoPimpleFoam确实差不多，我这几天想着拿一个小算例用这两个求解器试一下，感觉很有可能会解出来不一样的结果。目前我的猜测是buoyantPimpleFoam用了rhoThermo，而rhoPimpleFoam（低版本）用了psiThermo，用rhoThermo的话求解压力方程的时候密度是已知的，而用psiThermo的话求解压力方程的时候密度是未知的（或者说 psi*p 这一项 p是未知的），但不知道这样会对求解造成什么影响。

东岳老师太辛苦了，是我辈楷模！

李东岳

有点耽误这周事情有点多但我没忘这件事当我有时间我会更新我先把一段代码写完

cccrrryyy

@东岳你忙~我最近再看Ferziger和Peric那本书的Compressible Flow一章，了解的也更多了。看代码之余还是应该多温习理论！

lyc

@cccrrryyy 在关于buoyantPimpleFoam的几个问题中说：

做过将buoyantPimpleFoam修改为一个低马赫数求解器（变密度求解器

前辈您好，请问一下您说的将buoyantPimpleFoam写改为低马赫求解器的工作在哪里可以看到？谢谢

cccrrryyy

@lyc https://www.tfd.chalmers.se/~hani/kurser/OS_CFD_2018/WillHay/lowMachBuoyantPimpleFoam_Corrected.pdf

不是论文，是他们学校的课程作业，Chalmers有专门的OpenFOAM课

lyc

@cccrrryyy谢谢前辈

CFD中文网

关于buoyantPimpleFoam的几个问题