LES圆管湍流的速度曲线和DNS不符,请问问题可能出在哪?
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@李东岳 感谢李老师回复,管流几何尺寸是参照eggels-1994这篇文献(文献中DNS计算和HWA实验的几何尺寸),直径D是0.0954m,流向长度是0.477m(即5倍直径),网格:径向-周向-流向=96x128x128,径向壁面首层网格5x10(-6)m时y+=0.2左右,我自己估算得到流向无量纲网格尺寸为Δx+=14.03,周向无量纲网格尺寸(rΔθ)+=8.8。时间步长是满足CFL=u*Δt/Δx<1给定的,其中Δx是流向网格尺寸。LES采用动力学Smagorinsky模型。初场采用DNS的平均速度型加10%的随机扰动,进出口给周期边条,初始的扰动在计算开始一段时间后就消失了,每个时间步监测的云图都如上个贴中圆管云图那样,然后这样计算了100s之后也没出现湍流状态。是不是我网格和时间步的知识点理解有误,导致的出错。
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@李东岳 十分感谢您的回复,我上传了ICEM文件(包括.msh文件),几何尺寸:直径D=0.8mm,流向长度L=8mm,流向长度L是特征尺度直径D的10倍,满足张兆顺老师-湍流大涡模拟应用与理论一书中指出的,壁湍流计算域必须包含大尺度结构的要求(但书中是以槽道流为例,我根据同样的计算公式用在圆管流向长度的设置,但是径向尺寸没有发现是否有特定要求,需要了解的大侠指点一下)。流向网格Δx+=25.5,ΔRmin+=0.9,ΔRmax+=7.2。另外自定义一下流体工质,密度是352kg/m3,动力粘度是0.000054Pa·s。边界条件为进出口周期边界,流体质量流量为0.000178kg/s(Re=5300),不可压缩,常温。目前的问题是该计算在时均速度型+扰动作为初场的情况下,随着计算进行扰动消失,未计算得到湍流状态。李老师辛苦了
百度网盘链接:https://pan.baidu.com/s/1T27-k-x78orsqhZ1JAyfmw
提取码:745h -
@李东岳 几何尺寸小确实是个问题,但是如果无量纲尺度和对比文献相同的情况下,应该都能得到湍流状态,这也是做这个计算的目的,验证在小尺度下的湍流结构。另外我看的大多管流LES或者DNS的文献,几何尺寸确实都较大,比如这个经典的管流DNS及实验的文章(D=95.4mm、112mm)。我目前正在计算D=2m的管流,采用前一帖子的方法,湍流自始至终都能维持住,并且正在计算得到的统计时均速度看起来比较理想(RMS速度还没处理),但是小管径时就不行,扰动很快消失。希望李老师有时间的话,可以计算一下,看openfoam是否实现起来会比较容易,如果这样的话,我将转向openfoam,哈哈!(另外,如果这个问题搞情况之后,我很乐意新开一个帖子,把湍流大涡模拟计算过程中的一些问题与大家分享,希望对相关研究的同学有所帮助,同学习,共进步)Fully developed turbulent pipe flowa comparison between direct numerical simulation and experiment-eggels1994.pdf
管径D=2m的速度云图