用twoPhaseEulerFoam求解水砂输送的问题

Zhy2022

@李东岳东岳老师，在kineticTheoryModel.C中有这样一段代码：

Foam::tmp<Foam::volScalarField>
Foam::RASModels::kineticTheoryModel::k() const
{
    NotImplemented;
    return nut_;
}


Foam::tmp<Foam::volScalarField>
Foam::RASModels::kineticTheoryModel::epsilon() const
{
    NotImplemented;
    return nut_;
}

但是感觉固相湍流开关打开的话，其湍流黏度完全是按照如下公式计算的：
（其中a为固相，b为液相）
也就是固相被看作连续相后不存在真实的k和epsilon哇？

Zhy2022

同样工况下，fluent模拟结果和OF模拟结果存在差异：
fluent的砂堤快速堆积，而OF的砂堤会先跑满整个空间，再堆积回缩，堆积也达不到最大堆积程度0.63，
而且OF中固相Y方向速度有局部异常向下的特点，不知道是不是固相计算有什么问题，不知东岳老师@李东岳或者其他前辈能否给一些建议？

李东岳

你这个是否有参考的sci或者参考数据可以对比？有的话可以把openfoam算例清理干净上传给我我给你调一下，如果不涉密的话

Zhy2022

@李东岳谢谢东岳老师！暂无可参考的sci，目前仅能通过实验结果进行粗略对比。
最大问题还是固相分数回流、沉降达不到最大堆积分数0.62和固相Y速度不太对劲。
case如何上传给您？实验视频有10个G不太方便发送，我以截图的方式一并发给您

Zhy2022

@李东岳东岳老师，有一篇Mfix的模拟结果，出口设置和我的模型略有不同，影响不大，一并发给您

veen

@Zhy2022
之前在openfoam里边算过空气中沙物质沉降，算出来最大体积堆积分数和fluent是可以对上的，会不会是alphaMax 这个参数在设置的问题呢？
替代文字

Zhy2022

@veen 谢谢前辈，我打的最大相分数给的0.62，但是堆积只有0.59左右，这也是个很奇怪的问题

Zhy2022

@veen 前辈，您的设置能否分享一下（不用网格）？

李东岳

@Zhy2022 不好意思算例太大了，你把算例清理好只保留必要文件发给我就好，不需要结果文件

veen

@Zhy2022 刚刚看了我的alphamax也没改，链接在这：https://github.com/Veenxz/Veen_OpenFOAM_Cases/tree/main/2D_Plane_EE_Multiphase

veen

@Zhy2022 你直接blockmesh改一下，然后改一下流体参数应该就好了，曳力函数也需要改一下。

Zhy2022

@李东岳好的东岳老师，其实里面没有结果文件，只是我实验做的一点结果和文章我再给您发一个只有算例的

Zhy2022

@veen 谢谢前辈！目前打算先用gidaspow算算后面会修正曳力模型

李东岳

我大略看了下你这个2D网格但是前后不是empty？why

Zhy2022

@李东岳李老师，并非2D网格，宽度方向划分了5个网格（很窄）；前后目前看作壁面，后期会看作具有一定渗透性的出口

Zhy2022

@veen 前辈，参考您的设置，我将碰撞回复系数和镜面系数都进行了调整，但是不知道这两个参数分别代表什么，之前也没考虑过。
调整后的计算结果跟预想一样，沉降更迅速，但仍会出现颗粒堆积达不到alphaMax、先铺开再回缩（到一定高度后再往后堆积）以及颗粒Y方向局部有向下速度的情况。

（X方向）
（Y方向）

不知道是不是压力出口设置的问题（prgh给的固定值0）；另外，我看您相分数设置了回流，之前我设置回流的时候会报错，不知道这是不是原因之一。

@李东岳不知东岳老师您有没有其他看法。

veen

@Zhy2022 我那个也就是个Test case，从空气的计算来看没什么问题，你可以先计算一个纯气流的稳定场，然后map到多相流里边再开始算沉积，随着网格分辨率的提高，结果应该会越来越契合实际。
因为没看到你的case，我觉得可能时间步、网格、求解方法可以再调整调整。最大相分数不对我也不清楚为什么，你可以先设置为0.72看看堆积的相分数会不会再增加，更重要的还是看你想说明什么问题再去调整。
另外，水沙输运的求解也可以试试sedFoam。

Zhy2022

@veen 感谢指点！目前的网格已经是加密后的了，对入口射流细节的捕捉更加到位。时间步采用自适应，也能最大程度保证计算准确性。
现在就想明确两个问题：为什么最大堆积分数不像fluent那样，（1）在砂堤沉降后就达到alphaMax（明明已经没有速度）；（2）为什么砂堤铺开后会回缩一段距离后再往前堆积。
我会根据后续模拟结果再做反馈！

veen

@Zhy2022 之前你圈起来的两个参数应该是固相之间的相互作用力或者双流体之间的相互作用力系数，你可以查一下文献。

你的入口边界是均一的固相体积分数？因为你的固相体积分数比较大，不知道你的实验是什么样的设定，但是实际情况中水流携沙也是随着离壁面距离增加而减小的，我的建议可以按实际情况去设定。

在沙堤沉降就达到alphaMax这个是没有问题的吧，或者我没太理解你的意思。
我建议你可以在模拟中用一下网格自适应，提高一下局部的分辨率。

关于沙堤堆积后再推进和水沙运动理论有关，在水流携沙运动中，开始的时候水流中沙物质分数较大，在非饱和路径中以堆积为主，随着沙物质的堆积，计算域内非堆积搬运出现概率逐渐增加，沙丘开始逐步运动，你可以求一下沙丘的几何中心，看一看沙丘的运动情况，最开始应该是随着堆积几何中心移动最快，然后出现一段比较稳定的区域，最后如果计算区域和时间足够长，它会以比较衡定的速度运动。（以上是我自己的理解，也有可能有些问题）

Zhy2022

@veen 多谢前辈的指点！
入口给的均一固相分数（根据实际工况设置）；
砂堤沉降就达到alphaMax是fluent的模拟结果，我的这个模拟工况就是没能达到，所以感觉有问题；
在我的工况下，砂堤运动规律大概是清楚的，因此推测固相分数在模拟中回缩可能是有问题的
不太明白砂堤几何中心该如何获得。
下面附上实验结果和模拟结果（没法传动图）：

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用twoPhaseEulerFoam求解水砂输送的问题