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雷诺应力与URANS

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  • 李东岳李 Offline
    李东岳李 Offline
    李东岳 管理员
    wrote on last edited by
    #1

    为了获得雷诺应力,在LES中,我们可以通过OpenFOAM中的uPrime2Mean来获得。在RANS中,可以通过postProcess R来获得。那么URANS呢?大家怎么看

    9月CFD算法编程课: http://dyfluid.com/class.html

    需要帮助debug算例的看这个 https://cfd-china.com/topic/8018

    benqingB 1 Reply Last reply
  • benqingB Offline
    benqingB Offline
    benqing
    replied to 李东岳 on last edited by
    #2

    @李东岳 两者相加吧,我认为若URANS可以较好的解析流场的话,uPrime2Mean会占更大比重,但是不能忽略R。理论方面的话,可以参考PANS模型。

    李东岳李 1 Reply Last reply
  • 李东岳李 Offline
    李东岳李 Offline
    李东岳 管理员
    replied to benqing on last edited by
    #3

    @benqing

    两者相加

    我一直在找相关的sci,你这面有文章见过类似的操作么

    9月CFD算法编程课: http://dyfluid.com/class.html

    需要帮助debug算例的看这个 https://cfd-china.com/topic/8018

    benqingB 1 Reply Last reply
  • benqingB Offline
    benqingB Offline
    benqing
    replied to 李东岳 on last edited by
    #4

    @李东岳 在 雷诺应力与URANS 中说:

    我一直在找相关的sci,你这面有文章见过类似的操作么

    URANS的话,没有见到过,这也只是我自己的想法。我用过PANS模型,有一些文献是将两者相加的,其实也没有理论的介绍,就是后处理的方法。
    我找找看有没有URANS相关的文献!

    李东岳李 1 Reply Last reply
  • 李东岳李 Offline
    李东岳李 Offline
    李东岳 管理员
    replied to benqing on last edited by
    #5

    @benqing 单纯从方程角度来看,如果采用稳态RANS平均的话,雷诺应力就是后面这个$\tau$,这个就是postProcess出来的R,后处理出来就行。相反如果瞬态URANS,理论上雷诺应力也仅仅就是后面这个$\tau$。

    不太清楚要不要加Uprime2mean。毕竟加上了之后雷诺应力要大很多。

    9月CFD算法编程课: http://dyfluid.com/class.html

    需要帮助debug算例的看这个 https://cfd-china.com/topic/8018

    1 Reply Last reply
  • 五好青年五 Offline
    五好青年五 Offline
    五好青年
    wrote on last edited by
    #6

    之前在某qq群,一直提问关于LES、RANS、PANS如何提取雷诺应力,没人回复。

    没想到东岳老师今天带头讨论了,关注此贴!

    I am a CFD machine with no emotions.

    李东岳李 1 Reply Last reply
  • 李东岳李 Offline
    李东岳李 Offline
    李东岳 管理员
    replied to 五好青年 on last edited by 李东岳
    #7

    @五好青年 我可以再详细说一下流程。抛砖引玉。

    1. 对于RANS,雷诺应力可以通过定义来求,就是:

      R_ = ((2.0/3.0)*I)*k_ - (this->nut_)*dev(twoSymm(fvc::grad(this->U_)));
      

      公式就是
      \begin{equation}
      \tau=-\nu_t(\nabla\bar{\bfU}+\nabla\bar{\bfU}^{\mathrm{T}})+\frac{2}{3}\nu_t(\nabla\cdot\bar{\bfU})\bfI+\frac{2}{3}k\bfI
      \label{smagtau3}
      \end{equation}
      在OpenFOAM中可以通过simpleFoam -postProcess -func R来获得。这个代码在运行的时候会在结果文件里面出现R这个二阶张量,就是雷诺应力。

    2. 对于LES,雷诺应力分为解析的和模化的。解析的雷诺应力可以通过在controlDict里面添加这个来获得:

      functions
      {
      fieldAverage1
      {
          type            fieldAverage;
          libs            ("libfieldFunctionObjects.so");
          writeControl    writeTime;
          timeStart       20;
          timeEnd         10000;
          fields
          (
              U
              {
                   mean        on;
                   prime2Mean  on;
                   base        time;
              }
          );
      }
      }
      

      上面这个代码在运行的时候会在结果文件里面出现UPrime2Mean这个二阶张量,就是雷诺应力。主要是其中的prime2Mean要设置为on,模化的雷诺应力可以类似RANS的R来得到。但是文献中通常认为LES需要尽可能的解析雷诺应力,也就是说模化的雷诺应力比较小,可以到忽略的程度。

    3. 目前对于URANS。目前尚不清楚是否还区分为解析与模化,是否需要相加 :135:

    9月CFD算法编程课: http://dyfluid.com/class.html

    需要帮助debug算例的看这个 https://cfd-china.com/topic/8018

    五好青年五 1 Reply Last reply
  • 五好青年五 Offline
    五好青年五 Offline
    五好青年
    replied to 李东岳 on last edited by
    #8

    @李东岳

    东岳老师

    第2点中描述:对于LES,雷诺应力分为解析的和模化的。

    那一般实际操作中。最后是需要把两者相加,来作为最终的雷诺应力么?还是说直接可以把模化的忽略掉,就用UPrime2Mean的值呢?

    I am a CFD machine with no emotions.

    李东岳李 1 Reply Last reply
  • 李东岳李 Offline
    李东岳李 Offline
    李东岳 管理员
    replied to 五好青年 on last edited by 李东岳
    #9

    @五好青年 解析的是解析的,模化是模化的

    9月CFD算法编程课: http://dyfluid.com/class.html

    需要帮助debug算例的看这个 https://cfd-china.com/topic/8018

    五好青年五 1 Reply Last reply
  • 五好青年五 Offline
    五好青年五 Offline
    五好青年
    wrote on last edited by
    #10

    补充讨论链接:
    https://www.cfd-online.com/Forums/openfoam-post-processing/224306-uprime2mean-r-les.html

    I am a CFD machine with no emotions.

    Z 1 Reply Last reply
  • 五好青年五 Offline
    五好青年五 Offline
    五好青年
    replied to 李东岳 on last edited by
    #11

    @李东岳
    东岳老师,UPrime2Mean得到的二阶张量,应该是一个3*3的矩阵。

    a596ee19-ceec-46ce-b527-414dbbe8d4af-image.png

    但是我后处理得到的结果只有:6列。

    e0013468-e1a8-4267-b2e3-4534a1a983f4-image.png

    老师您说:“结果文件里面出现UPrime2Mean这个二阶张量,就是雷诺应力”
    请问老师,这6列值怎么换算得到雷诺应力值呢?

    I am a CFD machine with no emotions.

    1 Reply Last reply
  • Z Offline
    Z Offline
    zhouxu
    replied to 五好青年 on last edited by
    #12

    @五好青年 对称张量

    五好青年五 1 Reply Last reply
  • 五好青年五 Offline
    五好青年五 Offline
    五好青年
    replied to zhouxu on last edited by
    #13

    @zhouxu
    那雷诺应力,是直接取Uprime2Mean的模吗?(Magnitude值)

    I am a CFD machine with no emotions.

    Z 1 Reply Last reply
  • Z Offline
    Z Offline
    zhouxu
    replied to 五好青年 on last edited by
    #14

    @五好青年 在 雷诺应力与URANS 中说:

    那雷诺应力,是直接取Uprime2Mean的模吗?(Magnitude值)

    u1u1、u1u2、u1u3、u2u2、u2u3和u3u3 。u1u1、u2u2和u3u3是湍动能/正应力, 其余是切应力。(个人理解)

    五好青年五 1 Reply Last reply
  • 五好青年五 Offline
    五好青年五 Offline
    五好青年
    replied to zhouxu on last edited by
    #15

    @zhouxu
    410ad0f5-5e62-427e-8395-19ac50341249-image.png
    6a8717a3-9dee-4721-9977-2511e6e42e5e-image.png

    那这个论文中,后处理的雷诺应力,只是这个u1u1吗?
    还是说二阶张量取模呢?

    I am a CFD machine with no emotions.

    1 Reply Last reply
  • Z Offline
    Z Offline
    zhouxu
    wrote on last edited by
    #16

    这个我也不清楚,你可以关注一下他这个实验数据来源

    1 Reply Last reply
  • 李东岳李 Offline
    李东岳李 Offline
    李东岳 管理员
    wrote on last edited by
    #17

    后处理的雷诺应力,只是这个u1u1吗?

    这个硕士论文里面把$u'u'$说成是雷诺应力张量,是因为他的$u$是矢量,因此$u'u'$是二阶张量

    9月CFD算法编程课: http://dyfluid.com/class.html

    需要帮助debug算例的看这个 https://cfd-china.com/topic/8018

    五好青年五 1 Reply Last reply
  • 五好青年五 Offline
    五好青年五 Offline
    五好青年
    replied to 李东岳 on last edited by 李东岳
    #18

    @李东岳
    东岳老师,我知道雷诺应力是二阶张量(3* 3的矩阵)
    我是想问后处理时候,雷诺应力是取Uxx的分量,还是这个3*3的矩阵取模呢

    I am a CFD machine with no emotions.

    李东岳李 1 Reply Last reply
  • 李东岳李 Offline
    李东岳李 Offline
    李东岳 管理员
    replied to 五好青年 on last edited by
    #19

    @五好青年 一般是取单个分量 论文里面怎么处理这就不知道了

    9月CFD算法编程课: http://dyfluid.com/class.html

    需要帮助debug算例的看这个 https://cfd-china.com/topic/8018

    五好青年五 1 Reply Last reply
  • 五好青年五 Offline
    五好青年五 Offline
    五好青年
    replied to 李东岳 on last edited by
    #20

    @李东岳 谢谢东岳教授

    I am a CFD machine with no emotions.

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