CFD中文网

    CFD中文网

    • 登录
    • 搜索
    • 最新

    yPlus在openfoam代码里面的实现

    OpenFOAM
    7
    44
    7558
    正在加载更多帖子
    • 从旧到新
    • 从新到旧
    • 最多赞同
    回复
    • 在新帖中回复
    登录后回复
    此主题已被删除。只有拥有主题管理权限的用户可以查看。
    • C
      Calf.Z-DNS @李东岳 最后由 编辑

      @东岳 好的谢谢!

      1 条回复 最后回复 回复 引用
      • C
        Calf.Z-DNS @李东岳 最后由 编辑

        @东岳 老师 ,请问uTau不应该用公式植入吗?在沿管方向的壁面上,uTau应该是变化的吧。如果用初始值计算出来的uTau定值植入,我试了下,湍流模型没有达到自己预想的效果。

        李东岳 1 条回复 最后回复 回复 引用
        • 李东岳
          李东岳 管理员 @Calf.Z-DNS 最后由 编辑

          @Calf-Z-DNS 对,是用公式计算的,明天去办公室给你看看

          CFD高性能服务器 http://dyfluid.com/servers.html

          1 条回复 最后回复 回复 引用
          • 李东岳
            李东岳 管理员 最后由 李东岳 编辑

            $u_\tau=\sqrt{\nu_t \frac{\rd u}{\rd y}}$

            我在几年前看过有人做管道流动的温度DNS,非常酷炫,一直在关注你的结果,有好结果了发上来炫一波啊

            CFD高性能服务器 http://dyfluid.com/servers.html

            C vbcwl 2 条回复 最后回复 回复 引用
            • C
              Calf.Z-DNS @李东岳 最后由 编辑

              @东岳 谢谢老师。uTau的公式我知道,但不用把这个公式植入代码里面吗?如果需要的话,有点不太清楚怎么写入代码,还望赐教。
              DNS圆管的算例目前还在算呢,所需要的资源太大了,算比较慢。

              李东岳 S 2 条回复 最后回复 回复 引用
              • 李东岳
                李东岳 管理员 @Calf.Z-DNS 最后由 编辑

                @Calf-Z-DNS

                forAll(xxx, patchi)
                {
                    utau.boundaryFieldRef()[patchi] = 
                        sqrt(nut.boundaryField()[patchi]*u.boundaryField()[patchi].snGrad());
                }
                

                CFD高性能服务器 http://dyfluid.com/servers.html

                F 1 条回复 最后回复 回复 引用
                • 李东岳
                  李东岳 管理员 最后由 编辑

                  我之前见过一个视频,DNS模拟这种平板之间的浮力驱动流,最终里面的流体呈现这种弯曲的流线,这叫什么现象?最近打算复现一下这个东西

                  捕获.JPG

                  CFD高性能服务器 http://dyfluid.com/servers.html

                  李东岳 1 条回复 最后回复 回复 引用
                  • 李东岳
                    李东岳 管理员 @李东岳 最后由 编辑

                    @东岳 https://arxiv.org/pdf/1904.11400.pdf

                    CFD高性能服务器 http://dyfluid.com/servers.html

                    1 条回复 最后回复 回复 引用
                    • C
                      Calf.Z-DNS 最后由 编辑

                      我做的压力驱动流,也是两个平板间的channel flow,上下有温差,但不考虑浮力。瞬时温度场长这样:
                      a6d9271b-0225-473d-9fa9-3d2938ba4216-图片.png

                      1 条回复 最后回复 回复 引用
                      • 李东岳
                        李东岳 管理员 最后由 编辑

                        你这个有弯曲的形状出来么?

                        本来打算这次OKS准备下这个模拟时间不够了,下次OKS准备一下,https://arxiv.org/pdf/1904.11400.pdf 主要是这个工况里面的流动感觉很有意思

                        CFD高性能服务器 http://dyfluid.com/servers.html

                        1 条回复 最后回复 回复 引用
                        • C
                          Calf.Z-DNS 最后由 编辑

                          没有具体看流线,但我觉得应该是弯曲的,不过不清楚是否是规律弯曲的。

                          1 条回复 最后回复 回复 引用
                          • F
                            fangyuanaza @李东岳 最后由 编辑

                            @李东岳 请教下李老师~对于这里计算uTau,我用dimensionedScalar 是可以运算的,但是用这块代码计算uTau会报错,可能理解不太对。对于forAll中的×××,认为是uTau, 在这之前,我先定义了uTau是一个体标量场,初始值给的0,您代码中的u.boundary中的u认为是U.component(0)(), 这样代码能编译成功,但是运行几步会报错,请老师指教一下,万分感激(Ps 我在湍流模型里面实现这几个量,离壁面距离已经给出了,就是y_):

                                volScalarField u(U.component(0)());
                                volScalarField uTau(0*sqrt(k_));
                                //dimensionedScalar uTau("uTau", dimVelocity, 1.003);
                                dimensionedScalar uTausmall(
                                   "0", dimensionSet(0, 1, -1, 0, 0, 0, 0), 1e-20
                                );
                                forAll(uTau,patchi)
                                {
                                    uTau.boundaryFieldRef()[patchi] = sqrt(nut.boundaryField()[patchi]*u.boundaryField()[patchi].snGrad());
                                }
                                uadd_ = u/(uTau + uTausmall);
                                yadd_ = y_*uTau/((this->mu()/this->rho_));
                            

                            运行报错为:

                            #0  Foam::error::printStack(Foam::Ostream&) at ??:?
                            #1  Foam::sigFpe::sigHandler(int) at ??:?
                            #2  ? in "/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6"
                            #3  Foam::sqrt(Foam::Field<double>&, Foam::UList<double> const&) at ??:?
                            #4  Foam::sqrt(Foam::tmp<Foam::Field<double> > const&) at ??:?
                            #5  Foam::RASModels::kOmegaSSTyuPlus<Foam::EddyDiffusivity<Foam::ThermalDiffusivity<Foam::CompressibleTurbulenceModel<Foam::fluidThermo> > > >::correct() at ??:?
                            #6  ? in "/home/dyfluid/OpenFOAM/OpenFOAM-7/platforms/linux64GccDPInt32Opt/bin/rhoSimpleFoam"
                            #7  __libc_start_main in "/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6"
                            #8  ? in "/home/dyfluid/OpenFOAM/OpenFOAM-7/platforms/linux64GccDPInt32Opt/bin/rhoSimpleFoam"
                            Floating point exception (core dumped)
                            

                            说是这个里面的sqrt传入变量不对?

                            X 1 条回复 最后回复 回复 引用
                            • X
                              xpqiu 教授 @fangyuanaza 最后由 编辑

                              @fangyuanaza 在 yPlus在openfoam代码里面的实现 中说:

                              u.boundaryField()[patchi].snGrad()

                              u.boundaryField()[patchi].snGrad()
                              

                              加上 mag 试试,也就是改成

                              mag(u.boundaryField()[patchi].snGrad())
                              
                              F 1 条回复 最后回复 回复 引用
                              • F
                                fangyuanaza @xpqiu 最后由 编辑

                                @xpqiu 谢谢老师~按您这样修改以后,确实没有sqrt的错误了,但是还有错误没有解决:

                                #0  Foam::error::printStack(Foam::Ostream&) at ??:?
                                #1  Foam::sigSegv::sigHandler(int) at ??:?
                                #2  ? in "/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6"
                                #3  Foam::RASModels::kOmegaSSTyuPlus<Foam::EddyDiffusivity<Foam::ThermalDiffusivity<Foam::CompressibleTurbulenceModel<Foam::fluidThermo> > > >::correct() at ??:?
                                #4  ? in "/home/dyfluid/OpenFOAM/OpenFOAM-7/platforms/linux64GccDPInt32Opt/bin/rhoSimpleFoam"
                                #5  __libc_start_main in "/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6"
                                #6  ? in "/home/dyfluid/OpenFOAM/OpenFOAM-7/platforms/linux64GccDPInt32Opt/bin/rhoSimpleFoam"
                                Segmentation fault (core dumped)
                                

                                #3应该是最关键的,但是学生不太理解的是编译的时候仅仅是在基本的kOmegaSST湍流模型修改的BasicTurbulencemodel,这里为什么会出现fluidThermo名称空间下的错误?

                                X 1 条回复 最后回复 回复 引用
                                • X
                                  xpqiu 教授 @fangyuanaza 最后由 编辑

                                  @fangyuanaza

                                      forAll(uTau,patchi)
                                  

                                  这里有问题,按照这样遍历,你其实遍历的是每一个体网格,假设你有1000个体网格,那么 patchi 的范围是0-999,但是你接下来的代码是把 patchi 当成边界的编号来用,肯定不行的。至于为什么出现 fluidThermo下面的报错,那个是因为湍流模型有着一个复杂的继承关系,可压缩的计算所使用的湍流模型就会用到 fluidThermo 类相关的东西。

                                  F 2 条回复 最后回复 回复 引用
                                  • F
                                    fangyuanaza @xpqiu 最后由 编辑

                                    @xpqiu 理解了,因此我应该取uTau的边界网格进行遍历

                                        forAll(uTau.boundaryFieldRef(),patchi)
                                    

                                    或者

                                        forAll(uTau.boundaryField(),patchi)
                                    

                                    可以运行成功!但是这里对这种编程思路不太理解:
                                    由李老师提供的公式来看,这里7758ee8d-b273-46f2-a6b7-1f9fb9197592-image.png
                                    uTau应该是一个体标量场,这个值应该在近壁面是较大的,因为速度梯度较大,也就是边界层内部值比较大。那么为什么仅给网格边界赋值呢?而且,壁面上nut为零。如果只对边界进行赋值的话,uTau在壁面也是零。我输出uTau对比过了,uTau模拟出来结果在远场上边界才有值,其余地方为零,这是因为壁面nut为零,而场内部初始话赋予的零为初始值。

                                    所以学生认为应该直接对整个网格场赋值。不知道理解对不对,请老师指点一下。

                                    1 条回复 最后回复 回复 引用
                                    • F
                                      fangyuanaza @xpqiu 最后由 编辑

                                      @xpqiu 请教老师,为什么不写成这样呢:

                                          forAll(uTau_, celli){
                                              uTau_[celli] = sqrt(nut[celli] * mag(tgradU()[celli].yx()));
                                          }
                                          uadd_ = u/(uTau_ + uTausmall);
                                          yadd_ = y_*uTau_/((this->mu()/this->rho_));
                                      

                                      此处uTau定义为一个标量场。
                                      是学生对这个公式理解不对吗?

                                      X 1 条回复 最后回复 回复 引用
                                      • X
                                        xpqiu 教授 @fangyuanaza 最后由 编辑

                                        @fangyuanaza
                                        $u_{\tau}$ 应该是定义在壁面上的一个量,因为这个量跟壁面剪应力紧密关联,内部网格是没有壁面剪应力的。
                                        首先,壁面剪应力的定义为
                                        $$
                                        \tau_w = \nu\frac{\partial u}{\partial y}
                                        $$
                                        $\nu$ 是分子粘度。
                                        使用有限体积方法进行计算时,所有的计算都是离散的,因此
                                        $$
                                        \frac{\partial u}{\partial y} \approx \frac{u_{internal}-u_w}{\Delta y}
                                        $$
                                        $u_{internal}$ 表示第一层网格的速度,$u_w$ 是壁面速度,一般是0。
                                        如果壁面附近网格画得很密(yPlus < 1),那么 $\frac{\partial u}{\partial y}$ 与 $\frac{u_{internal} - u_w}{\Delta y}$ 足够接近,因此这种情况下,壁面剪应力可以用
                                        $$
                                        \tau_w = \nu \frac{u_{internal}-u_w}{\Delta y}
                                        $$

                                        但是如果壁面网格画得粗,那么 $\frac{\partial u}{\partial y}$ 与 $\frac{u_{internal} - u_w}{\Delta y}$ 之间的差异就会很大。 OpenFOAM 的做法是利用 $\nu_t$ 来修正分子粘度,从而使得
                                        $$
                                        \tau_w \approx (\nu+\nu_t) \frac{u_{internal}-u_w}{\Delta y}
                                        $$

                                        回过头来看,其实不管是近壁网格画得粗还是细,都可以用上一个公式来计算 $\tau_w$ ,只不过壁面网格很细( yPlus<1)时,可以认为 $\nu_t = 0$(但是 $\nu$ 不会等于0,所以壁面剪应力不可能为0,$u_{\tau}$ 也不可能为0)。而对于比较粗的网格,$\nu_t$ 比 $\nu$ 大得多,所以也可以认为 $(\nu_t + \nu) \approx \nu_t$,这应该也就是李老师写的公式的来源。

                                        F vbcwl 2 条回复 最后回复 回复 引用
                                        • F
                                          fangyuanaza @xpqiu 最后由 编辑

                                          @xpqiu 感谢老师这么详细的指导!我这个算例是二维平板流动的,第一层y+<1,在粘性底层,所以nut为零,应该用nu。所以其实我根本不需要编程计算uTau,因为它可以由壁面监测的壁面摩擦力除以密度然后开根号得到。因为对于u+, y+曲线图来说,uTau在壁面固定地方是固定的。我也对比了这两个值,在边界上编程用nu代替nut,壁面摩擦速度数值是2.5657. 而用监测的壁面摩擦力及密度计算的壁面摩擦速度值是2.5734. 非常接近。再次感谢老师的指导,也感觉到看书的时候认为理解的概念,实际操作发现其实根本没懂,还是要多实践啊。谢谢老师~

                                          1 条回复 最后回复 回复 引用
                                          • vbcwl
                                            vbcwl @李东岳 最后由 编辑

                                            @李东岳 东岳老师我在做和这个前辈类似的东西,请问您有他的论文或者算例文件可以给我学习下么?

                                            LBE

                                            1 条回复 最后回复 回复 引用
                                            • vbcwl
                                              vbcwl @xpqiu 最后由 编辑

                                              @xpqiu 您好,请问下我想利用utau来对距壁面距离和流体速度做无量纲化的,utau=sqrt(nuu0/y0) u0是壁面上方第一个网格的速度,y0是writeCellCentre命令写出的第一个网格的中心坐标,然后由于yPlus小于1,直接用mu来求解壁面剪应力,yPlus=utauy/nu,这样子算出来的yPlus与postProcess写出的yPlus有较大差距是什么原因?

                                              LBE

                                              X 1 条回复 最后回复 回复 引用
                                              • X
                                                xpqiu 教授 @vbcwl 最后由 编辑

                                                @vbcwl
                                                请问你计算的时候,nut 的壁面边界条件设置的是什么?
                                                postProcess 算出来的 yPlus 是调用 nut 的边界条件里面定义的 yPlus 函数算出来的。

                                                vbcwl 1 条回复 最后回复 回复 引用
                                                • vbcwl
                                                  vbcwl @xpqiu 最后由 编辑

                                                  @xpqiu 感谢前辈的回复,我用的laminar做qDNS,没有用到nut这些,只用到了p p_rgh U T。请问您了解过没有nut文件的情况么?

                                                  LBE

                                                  X 1 条回复 最后回复 回复 引用
                                                  • X
                                                    xpqiu 教授 @vbcwl 最后由 编辑

                                                    @vbcwl
                                                    哦,如果是这样的话,那只能通过你描述的
                                                    $$
                                                    y^+ = \frac{y u_\tau}{\nu}
                                                    $$
                                                    的方式来算 $y^+$ 了。postProcess 这种计算方式调用的是湍流模型的东西,适合用湍流模型的场景。

                                                    1 条回复 最后回复 回复 引用
                                                    • S
                                                      shiyu @Calf.Z-DNS 最后由 编辑

                                                      @Calf-Z-DNS 你好,看到你提的这个问题,请问你解决了吗?
                                                      我也想计算整个流动区域近壁面好几层网格的yPlus,而不是仅仅贴壁面的一层网格的yPlus,暂时我看到的wallShearStress和yPlus的计算都是贴壁面一层的值;
                                                      或者像东岳老师的示例代码那样直接给定了不变的uTau,而其实2维流动中,沿着流线方向uTau是变化的,所以我觉得比较复杂的是,怎么用某一壁面网格上的wallShearStress(或uTau)确定 对应法线方向上的多层网格yPlus,这个对应关系不知道如何寻找。
                                                      希望我表达清楚了,非常感谢!

                                                      1 条回复 最后回复 回复 引用
                                                      • First post
                                                        Last post