fluent用LES算水翼边界层选择中心差分引起的震荡如何消除

gengchen

@李东岳谢谢李老师！我发现有个filteredlinear格式，准备用这个试试。先研究下您写的中文手册

因为LDV只测到2mm，模拟时取了4mm，其实用不着这么多，对比实验只用了2mm

李东岳

Below is the plot predicted by steadyState solver simpleFoam. 10 mins is enough if you have 60/80 cores. You can see that it can be improved. I am not sure if LES can predict better results. Here is the test case, feel free to adjust the settings to see if you can obtain better results. Please also keep me updated. This is an excellent test case to investigate.

Screenshot from 2020-12-02 18-09-33.png

李东岳

瞬态的玩了下感兴趣的可以搞搞

替代文字

cccrrryyy

这是LES么，好像算出来转捩了，用的什么sgs模型呀？

gengchen

@李东岳十分感谢李老师！对OPENfoam不太熟，抱歉耽误了这么长时间回复您，现在使用了三种差分格式 1. filteredlinear 过滤系数取0.5 2. filteredlinear 过滤系数取1 3. LUST格式，25%迎风+75%中心
1. filter0.5.png
2.
3.

速度场wiggle

可以看到中心差分随着过滤强度从0.5-1，耗散性会变大，导致靠近边壁的涡结构被抹平，逐渐向迎风格式的结果过渡，但是都不能解决震荡问题，（过滤掉了一些高频的震荡（碎涡），但是速度场的wiggle依然存在）。LUST格式下没有震荡，虽然只有25%的迎风，但仍然会造成边界层计算不准确，速度梯度不对，结果和二阶迎风类似。

目前我认为应该是这个高雷诺数问题（5e5）本身无法用千万量级的网格算边界层，网格雷诺数太高，(我看有人说cell Re <2才能稳定)，中心差分耗散太小,导致震荡难以消除。现在准备暂时放弃边界层定量研究了。。。

gengchen

@cccrrryyy 老师您好，用的WALE模型，我看近些年基本用这个的比较多

李东岳

你这个确实挺好玩。

ZX

@gengchen geng大神

gengchen

@ZX ？？？xu神好。。。

ZX

@gengchen 之前跑les也是，只有中心差分对得上实验，但是震荡。。

eason

您好，我也用过LES做过边界层，请问这么高的$Re$，$y^+$是多少，WALE模型的LES要求近壁面的$\nu_{sgs}$几乎为0吧。

eason

@gengchen 你预估需要多大的网格量

李东岳

@eason 他之前说用了1000万，目前他给我的网格500万

eason

@李东岳李老师，早上好。我翻了翻我以前做的文章，以弦长为Re=6000的矩形case，和 @gengchen 发的图有点像，网格尺寸是0.0125弦长，用的是笛卡尔网格，yPlus可以小于10。如果这位同学的网格量估计在5~10亿以下，我应该是可以提供这个算力的。

gengchen

xiezhuoyu

@心里的小漩涡在 fluent用LES算水翼边界层选择中心差分引起的震荡如何消除中说：

有试过二阶中心差分格式中耦合小部分一阶迎风格式吗，比如给个0.02%的一阶迎风格式，之前用fluent算3900的圆柱绕流，用纯二阶中心出现过数值振荡容易发散的情况，改成混合之后收敛性好很多，精度也还行，没有很明显的下降

@李东岳李老师，这个在OpenFOAM里面能直接设置吗？

李东岳

@xiezhuoyu LUST格式是线性迎风与线性的混合，权重是0.25与0.75，不过可以相对简单的改一下权重

这个帖子挺老了。当时没有服务器来算。有时间最近应该继续算一下。库朗数减小一些，比如0.3或者0.2左右来尝试纯粹的linear。当时完全算不动。

xiezhuoyu

@李东岳在 fluent用LES算水翼边界层选择中心差分引起的震荡如何消除中说：

权重是0.25与0.75，不过可以相对简单的改一下权重

这个权重0.25和0.75是可以调整吗？

xiezhuoyu

@李东岳在 fluent用LES算水翼边界层选择中心差分引起的震荡如何消除中说：

库朗数减小一些，比如0.3或者0.2左右来尝试纯粹的linear。

这个倒是找到一个很有意思的格式（"Blends two schemes based on the local face-based Courant number"），

    div(phi,U)      Gauss CoBlended
                    0.01                  // Co below which scheme1 is used
                    linear                // scheme1
                    0.05                  // Co above which scheme2 is used
                    LUST grad(U);         // scheme2

这个格式可以根据Co数自动调整格式，可以实现按区域混合各种格式（虽然不是按权重混合）。

李东岳

@xiezhuoyu Nice! 挺有意思

Description
   28     Two-scheme Courant number based blending differencing scheme.
   29 
   30     Similar to localBlended but uses a blending factor computed from the
   31     face-based Courant number and the lower and upper Courant number limits
   32     supplied:
   33     \f[
   34         weight = 1 - max(min((Co - Co1)/(Co2 - Co1), 1), 0)
   35     \f]
   36     where
   37     \vartable
   38         Co1 | Courant number below which scheme1 is used
   39         Co2 | Courant number above which scheme2 is used
   40     \endvartable
   41 
   42     The weight applies to the first scheme and 1-weight to the second scheme.
   43 
   44     Example of the CoBlended scheme specification using LUST for Courant numbers
   45     less than 1 and linearUpwind for Courant numbers greater than 10:
   46     \verbatim
   47     divSchemes
   48     {
   49         .
   50         .
   51         div(phi,U)      Gauss CoBlended 1 LUST grad(U) 10 linearUpwind grad(U);
   52         .
   53         .
   54     }
   55     \endverbatim
   56 
   57 SourceFiles
   58     CoBlended.C

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