OpenFOAM中动量方程扩散项的问题

Dingcy

首先贴出动量方程，这张文章的截图引用自冶金领域公认SCI（MMTB）

式中的有效黏度（effective viscosity）为层流黏度与湍流黏度之和，我平常对湍流黏度的理解即为论文中湍流黏度的公式定义。但是在openfoam中UEqn.H文件中对此项的编写为turbulence->divDevRhoReff(rho, U)，对此我不是很理解，此项具体返回的是怎样的表达式呢？
在OpenFOAM的算例constant文件中设置了层流黏度，湍流黏度的边界是在0文件中的nut中设置的吗？
nut与turbulence->divDevRhoReff(rho, U)有怎样的联系吗？
对于turbulence->divDevRhoReff(rho, U)这一项的理解我也查阅了一下，大家可以参考以下的链接中Tobi的解释，他的解释中表达式和我图片中贴的是一回事吗？
网站链接如下：

https://www.cfd-online.com/Forums/openfoam-solving/58214-calculating-divdevreff.html

（可能要使劲往下翻一翻）
问题有点多，我可能是个问题少年

李东岳

@dingcy 在 OpenFOAM中动量方程扩散项的问题中说：

turbulence->divDevRhoReff(rho, U)，对此我不是很理解，

长答案

turbulence是一个指针，divDevRhoReff(rho, U)是函数名称。举例，如果你用的是simpleFoam，其在createFields.H中创建了

autoPtr<incompressible::turbulenceModel> turbulence
(
    incompressible::turbulenceModel::New(U, phi, laminarTransport)
);

其中``为OpenFOAM的智能指针，你可以理解为指针。这一句表示创建名称为turbulence的incompressible::turbulenceModel类型的智能指针autoPtr。

对于incompressible::turbulenceModel，incompressible表示C++中类的名称空间，turbulenceModel在文件turbulentTransportModel.H中被改名，实际上他就是IncompressibleTurbulenceModel<transportModel>。

IncompressibleTurbulenceModel<transportModel>在文件IncompressibleTurbulenceModel.H，其为一个类模板。

在求解器中，simpleFoam调用了turbulence->divDevReff(U)其对应IncompressibleTurbulenceModel.H文件中的函数

virtual tmp<fvVectorMatrix> divDevReff(volVectorField& U) const;

其返回

divDevRhoReff(U);

同时，IncompressibleTurbulenceModel继承了incompressibleTurbulenceModel，incompressibleTurbulenceModel是一个虚基类，不能创建具体的类型，在它基础上，可以创建RAS, LES等类型。举例，在kEpsilon这个具体的类型里面，其建立在eddyViscosity类型上，eddyViscosity类型建立在linearViscousStress类型上，在linearViscousStress.C文件里，定义了

template<class BasicTurbulenceModel>
Foam::tmp<Foam::fvVectorMatrix>
Foam::linearViscousStress<BasicTurbulenceModel>::divDevRhoReff
(
    const volScalarField& rho,
    volVectorField& U
) const
{
    return
    (
      - fvc::div((this->alpha_*rho*this->nuEff())*dev2(T(fvc::grad(U))))
      - fvm::laplacian(this->alpha_*rho*this->nuEff(), U)
    );
}

此项具体返回的是怎样的表达式呢？

短答案

上面代码的最终形式就是这个表达式。

式中的有效黏度（effective viscosity）为层流黏度与湍流黏度之和，

见下面的代码，正是nut的定义，二者之和

//- Return the effective viscosity
        virtual tmp<volScalarField> nuEff() const
        {
            return tmp<volScalarField>
            (
                new volScalarField
                (
                    IOobject::groupName("nuEff", this->alphaRhoPhi_.group()),
                    this->nut() + this->nu()
                )
            );
        }

湍流黏度的边界是在0文件中的nut中设置的吗？

是的

nut与turbulence->divDevRhoReff(rho, U)有怎样的联系吗？

turbulence->divDevRhoReff(rho, U)见上文描述，nut只是湍流粘度。

对于turbulence->divDevRhoReff(rho, U)这一项的理解我也查阅了一下，大家可以参考以下的链接中Tobi的解释，他的解释中表达式和我图片中贴的是一回事吗？
网站链接如下：

有点长，暂时先不看了。。不过Tobi这个人玩CFD理论很多年了，他贴出来的应该没问题。

对了，OpenFOAM的Turbulence类型变得越来越复杂，但是目前还不是最复杂的，其中类的调用纷杂交错，看起来非常混乱。如果要学习，建议从粘度模型开始学习。湍流代码放后一些。

瑞水南

@李东岳东岳老师，您好。对于kEpsilon模型，您已经解释了动量方程的扩散项，也就是turbulence->divDevRhoReff(rho, U)，是在linearViscousStress.C文件里定义的。但是对于层流的话， turbulence->divDevRhoReff(rho, U)是在哪里指定的呢？

EricLiu

@瑞水南您好，请问层流里如何制定的这个问题解决了吗，能不能分享一下

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OpenFOAM中动量方程扩散项的问题

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