foam-extend-4.0 pisoFoam 计算二维圆柱绕流

Gunther

各位大佬！我目前进行二维圆柱绕流的计算，Re=1e4和5e4。圆柱直径D=0.1m，介质是水(nu=1e-6)，计算域和生成网格（STARCCM生成并导入）如图所示：

图片1.png
图片3.png

湍流模型为 RAS kOmegaSST，边界条件参考Chalmers大学教程设置：

图片2.png

计算结果如下：最大库朗数为0.27，最大壁面y+<0.3，阻力系数误差<1%，St误差约为30%。St计算公式为：fD/U，f由升力时历曲线fft得到。

fvSolution

solvers
{
p
{
solver PCG;
preconditioner DIC;
tolerance 1e-05;
relTol 0.01;
}
pFinal
{
solver PCG;
preconditioner DIC;
tolerance 1e-07;
relTol 0;
}
U
{
solver BiCGStab;
preconditioner DILU;
tolerance 1e-08;
relTol 0;
}
k
{
solver BiCGStab;
preconditioner DILU;
tolerance 1e-08;
relTol 0;
}
omega
{
solver BiCGStab;
preconditioner DILU;
tolerance 1e-08;
relTol 0;
}
}
PISO
{
momentumPredictor yes;
nCorrectors 3;
nNonOrthogonalCorrectors 2;
pRefCell 0;
pRefValue 0;
}

fvSchemes:

ddtSchemes
{
default CrankNicolson 0.7;
}
gradSchemes
{
// default cellLimited Gauss linear 0;
// grad(U) cellLimited Gauss linear 0.333;
default leastSquares;
}
divSchemes
{
default none;
div(phi,U) Gauss linearUpwind grad(U);
div(phi,k) Gauss linearUpwind default;
div(phi,omega) Gauss linearUpwind default;
div((nuEff*dev(T(grad(U))))) Gauss linear;
}
laplacianSchemes
{
default Gauss linear limited 1;
}
interpolationSchemes
{
default linear;
}
snGradSchemes
{
default limited 1;
}

跪求老师指点迷津，如何提高St计算精度。

cresendo

可以尝试下ddt scheme改为backward，div scheme里的div(phi, U)改为LUST

cresendo

同时检查下壁面的y+值，以及是否需要采用nutLowRe这个边界条件

tidedrinker

@Gunther ，我有个问题，我看到你在另一个帖子里发了类似的信息，误差是一致的，但是你贴的fvScheme和fvSolution有很大区别，可以说一下你用的是哪个吗？还是说，两个你都试过，但是结果差别很小？

我也在做圆柱绕流的模拟，网格是用ICEM生成的结构网格，中央O型分割的那种，各种论文中很常见的形式。但我的问题是，在亚临界区（2e4）我做出来的Cd高得离谱，大概比Wieselsberger的数据高50%。反而在临界区和超临界区看上去还好，虽然那个断崖还是对不太上。然后我试了一下的三维的模拟，然后数据一下子正常了；但三维的计算资源消耗太厉害了，而且在临界区和超临界区没什么优势。所以想问一下，你的计算设置是什么样的。

另外，关于St，St用的那个f，和升力的f不是一回事吧？我记得是有个两倍的关系，虽然你那个值考虑倍数关系后还是不对。我的阻力差的很多，反而St大差不差，0.2多一点，不到0.21，还算可以。

此外，还有个问题，圆柱绕流对网格很敏感，不确定你这种网格会有多大影响。