Fluent 模拟 plane free jet

[zousiyu]

大家好！我用标准的 k-epsilon 模型模拟了一个 plane free jet 的案例，Re=3000

结果的速度场看起来很不错。

但是，中心线的湍流强度分布和湍动能却非常离谱。比如，实验的湍流强度是先上升，然后下降并趋于一个渐近值。

k-epsilon 模型所得的湍流强度的趋势也是先上升后下降，但大小就很离谱了。

我用的边界条件如下：
进口：速度入口，按下式指定湍动能 k 和耗散率 epsilon。

侧边和右侧出口指定为压力出口。喷嘴两侧的边界为无滑移壁。

[李东岳]

不太清楚Fluent那面如何处理的，但感觉你湍流强度好像画的不对。竟然达到100%。

[zousiyu]

@东岳 经您这么一提醒，我搜了一下 fluent 里面是如何计算湍流强度的。原来用到了 参考速度。感谢，问题大概是已经解决了。
https://www.cfd-online.com/Forums/fluent/37012-turbulence-intensity.html

[李东岳]

结果怎样，我想用openfoam算一下作为一个基础算例

[zousiyu]

@东岳 速度的结果很不错，能和实验对上。湍流强度呢，我用湍动能来计算的，结果偏小。
I 是湍流强度，k 是湍动能。参考速度选的入口速度，v，w为0，所以下式被我简化成了 $\sqrt{2k/3}/u_in$，不知道是否正确。

[李东岳]

你的值看起来低估了。使用当地网格点的速度应该可以把黑线提上去，你试试$I=\sqrt{2k/3}/|\bfU_{cell}|$？

[zousiyu]

@东岳 用局部速度作为参考速度，结果大概是这样。

[李东岳]

倒是可以解释，因为速度进来之后也呈现衰减的分布，所有呈现了直线。如果采用固定速度，则这种衰减可以体现出来。但绝对值较低。

你有没有试试k-Omega？或者调整下网格？离散格式？

[zousiyu]

@东岳 k-omega 如下图所示。我测试过网格的影响，对湍动能和速度分布的影响很小，离散方法应该只影响计算精度，不会改变趋势吧。还有待测试。感谢李老师。

[李东岳]

离散格式会影响耗散性。高阶精度的值会更尖锐。

从下面这个图来看，前面突出的部分存在于小Re。小Re更倾向于使用低雷诺数湍流模型。你要不要算算Re=16500看看结果怎么样。如果符合的话，说明问题出现于湍流模型。

[zousiyu]

@东岳 我用 1 阶精度算湍流变量。发现 Re=3000 时匹配挺好的，Re=16500 不太好，前端还是有个突起。我也不是太懂，有待进一步研究了。