kOmega模型的求解器添加温度方程方法

一颗鸭蛋

这里主要是参考了OpenFoam中的传热求解器buoyantBoussinesqPimpleFoam

参考代码：

alphat = turbulence->nut()/Prt;//计算湍流热扩散系数alphat，需要在H文件中声明该场，nut通过湍流模型计算得到。
alphat.correctBoundaryConditions();

volScalarField alphaEff("alphaEff", turbulence->nu()/Pr + alphat);//建立体标量场alphaEff(综合热扩散系数)，直接在主程序中声明了

然后将上述alphaEff放到温度方程中就行了。同是在fvSchemes中定义其格式

fvScalarMatrix TEqn
(fvm::ddt(T
 +fvm::div(phi,T)
-fvm::laplacian(alphaEff,T)//laplacian(alphaEff,T)在fvSchemes中定义其格式
);

需要注意的是kOmega模型代码中有alpha,这个系数，这并不是热扩散系数，而是Omega方程中的一个系数（与传热无关），只不过OF在写代码时写成这样了，可以看1988年wilcox发表的论文“Reassessment of the scale-determining equation for advance turbulence models”。

之前因为刚开始设置时将零文件中Omega的边界条件设置成了0（零），所以才会报如下除零错误（附带一浮点数例外和模型问题（因为 alphat = turbulence->nut））

[16] #1  Foam::sigFpe::sigHandler(int) at ??:?//这个错误是除零错误
[37] #1  Foam::sigFpe::sigHandler(int)[20] #0   
Foam::error::printStack(Foam::Ostream&) at ??:?
[2] #1  Foam::sigFpe::sigHandler(int) at ??:?
[47] #4  void Foam::divide<Foam::fvPatchField, Foam::volMesh>      
(Foam::GeometricField<double, Foam::fvPatchField, Foam::volMesh>&,   
Foam::GeometricField<double, Foam::fvPatchField, Foam::volMesh> const&, Foam::GeometricField<double, Foam::fvPatchField, Foam::volMesh> const&) in "/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6"
[23] #3  Foam::divide(Foam::Field<double>&, 
Foam::UList<double> const&, Foam::UList<double> const&) at ??:?

[kdd:28991] *** Process received signal ***
[kdd:28991] Signal: Floating point exception (8)//浮点数例外错误
[kdd:28991] Signal code:  (-6)
[kdd:28991] Failing at address: 0x3e80000713f

--------------------------------------------------------------------------
mpirun noticed that process rank 30 with PID 31201 on node kdd exited on signal 8 (Floating point exception).

在求解器中的速度方程代码引入湍流模型的同时，还需要更新速度边界条件的后一行添加湍流修正，如下：

U.correctBoundaryConditions();
turbulence->correct();

否则不会求解k、Omega这两个变量（在显示屏中没有这两个），同时算例的fvSolutions中设置k、Omega的矩阵求解器；
还有一个与一般不同的是，因为在H文件中声明alphat时，因为用到了湍流模型，所以需要将H文件底部指向湍流模型的指针代码放到声明alphat场的前面，这在OF中也有。希望可以帮到其他小伙伴。

李东岳

感谢鸭蛋分享

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