scalar transport如何考虑沉降

[李东岳]

对于scalarTransport的问题，通常情况下，严格的passive scalar就是通过流体的速度进行传输，因此这种情况下不会有沉降作用。如果考虑沉降，那就是存在一个向下的速度。我在想是否可以直接在流体的速度$\bfU$上直接施加重力方向的速度呢？

比如无沉降：
\begin{equation}
\frac{\p s}{\p t}+\nabla\cdot(\bfU s)=0
\end{equation}
有沉降：
\begin{equation}
\frac{\p s}{\p t}+\nabla\cdot((\bfU+\bfU_{downward}) s)=0
\end{equation}
如果$\bfU=0$，$\bfU_{downward}$应该跟阻力平衡。因此$\bfU_{downward}$

1. 要么通过阻力公式、考虑Cd用SchillerNaumann模型等计算

2. 要么直接给一个值

理论上倒是很好解释，$\bfU_{downward}$应该就是终端速度。但是好像还没看过相关的文章这么处理。

[gemini]

（哈哈，没人理专用图）

弱弱问一下，考虑沉降的标量输运是啥应用场景..

[李东岳]

@gemini 比较细的粉尘 地面一层灰那种情况

[李东岳]

感觉这个可以发一个mature！

[lyj863566]

你好 请问有具体实现方式吗

[wzhmiasanmia]

@李东岳
请问老师，我最近刚开始用openfoam，主要是模拟车内CO2和PM2.5的分布然后进行空气质量分析，我希望加入这种沉降的作用以模拟出CO2比空气重然后在车舱内分层这样一种现象。想问问有没有具体的实现方式或者相关的研究的文章，谢谢！
另外目前我想到的思路是比如在用simplefoam计算稳态速度场的时候加入源项考虑CO2的重力和浮力，得到稳态的速度场后在scalartransportfoam中作为初始速度场计算，但是用简单的case跑了一下感觉这样做对于标量传输基本就没什么影响，问题是出在哪里呢？

[李东岳]

我2021年发的帖子，后来我植入进去了，目前被当做CFD课的教学内容了。用的就是加沉降速度的方法。

你的co2，pm2.5之类的，跟我那个相似度99%。不过你弄pm2.5，我预计相分数会特别特别低，数值上有挑战性。

得到稳态的速度场后在scalartransportfoam中作为初始速度场计算，但是用简单的case跑了一下感觉这样做对于标量传输基本就没什么影响，问题是出在哪里呢？

没懂

[wzhmiasanmia]

好的谢谢老师， 我按照这个思路自己思考一下！

得到稳态的速度场后在scalartransportfoam中作为初始速度场计算

我想表达的是不改scalartransportfoam求解器，而是先在simplefoam的动量方程中添加重力和浮力源项，计算出稳态的速度场，而后把这个稳态的速度场复制到scalartransportfoam作为恒定不变的速度场开始计算passive scalar transport，这样算不算是考虑了重力或者浮力（可能我的理解过于肤浅了 ，表述不清楚请老师谅解

[李东岳]

simplefoam如果单一流体，不存在重力与浮力，这部分重力与压力互相制衡了。因此不会出现你想要的效果。