buoyantPimpleFoam无法发展成为湍流

vbcwl

请教一下各位前辈，我参考的channel395与hotRoom，做的环形管道的传热流动，流向为周期性边界条件，内壁面为热源，恒定热流密度，外壁面绝热，但是做出来的温度云图分布结果却成了层流，速度云图的湍流程度也较低，下面是我的一些设置：
初始条件条件：复制channel395，并根据我的边界类型改了下面的几个边界面，但是值没有改变，具体如下文U和ｐ的代码，剩余的几个文件也都是一样的操作；温度相关的边界条件是参考hotroom，也是复制过来。
因为老师要求要做DNS，所以把momentumTransport里把模型改为laminar，没有添加额外参数。
驱动力是用的meanVelocityForce，参考的槽道流，值设置的为（0.14　0　0）只有流向有值
具体的算例设置如下：

网格
vertices
(
    (0 1 0)
    (5 1 0)
    (0 0 1)
    (5 0 1)
    
    (0 2 0)
    (5 2 0)
    (0 0 2)
    (5 0 2)
    
    
    
);

blocks
(
    hex (0 1 5 4 2 3 7 6) (20 100 30) simpleGrading (1 (10 0.1) 1)
    
);

edges
(
	arc 0 2 90 (1 0 0)
	arc 1 3 90 (1 0 0)
	arc 4 6 90 (1 0 0)
	arc 5 7 90 (1 0 0)
	
);

boundary
(
    inlet  //流向，前面的入口
    {
        type            cyclic;
        neighbourPatch  outlet;
        faces           
        (
        (0 2 6 4)
        );
    }
    outlet  //流向。出口
    {
        type            cyclic;
        neighbourPatch  inlet;
        faces           
        (
        (1 3 7 5)
        );
    }

    outer  //管道外壁面
    {
        type            wall;
        
        faces           
        (
        (4 5 7 6)
        );
    }
    inter  //管道内壁面
    {
        type            wall;
        faces           
        (
        (0 1 3 2)
        );
    }

    left  //为简化运算，只算了四分之一，这是一个对称面
    {
        type            symmetryPlane;
        
        faces           
        (
        (2 3 7 6)
        );
    }
    down  //另一个对称面
    {
        type            symmetryPlane;
        faces           ((0 1 5 4));
    }

    
);

速度

boundaryField
{
    outer
    {
        type            noSlip;
    }
    inter
    {
        type            noSlip;
    }
        left
    {
        type            symmetryPlane;
    
    }
    down
    {
        type            symmetryPlane;
    
    }
    
    inlet
    {
    	type             cyclic;
    }
    outlet
    {
    	type             cyclic;
    }
}

压力

boundaryField
{
    inter
    {
        type            zeroGradient;
    }
    left
    {
        type            symmetryPlane;
    
    }
     down
    {
        type            symmetryPlane;
    
    }
    outer
    {
         type            zeroGradient;
    }
    
    inlet
    {
        type            cyclic;
    }
    
    outlet
    {
       
    	type            cyclic;
    }
}

温度

FoamFile
{
    format      ascii;
    class       volScalarField;
    object      T;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

dimensions      [0 0 0 1 0 0 0];

internalField   uniform 300;

boundaryField
{
    inlet
    {
        type            cyclic;
    }

    outlet
    {
        type            cyclic;
    }
    
    left
    {
        type            symmetryPlane;
    
    }
     down
    {
        type            symmetryPlane;
    
    }

    inter
    {
        type            externalWallHeatFluxTemperature;
        mode            flux;
        q               uniform  1000; //heat flux (w/m3)
        kappaMethod     fluidThermo;
        value           uniform  300;
    }

/*
    inter
    {
        type    fixedGradient;
        gradient uniform 1000;  //q/k表示
        value   uniform 20;
    }
*/
    outer
    {
         type       zeroGradient;
    }
}

别的初始条件也都类似，没敢乱改，只按照我的边界类型做了相应修改
模型

\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    format      ascii;
    class       dictionary;
    location    "constant";
    object      momentumTransport;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //


simulationType laminar;


**// ************************************************************************* //

热物理的

\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    format      ascii;
    class       dictionary;
    location    "constant";
    object      thermophysicalProperties;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

thermoType
{
    type            heRhoThermo;
    mixture         pureMixture;
    transport       const;
    thermo          eConst;
    equationOfState Boussinesq;  //去看用户指南185页，有什么热物理模型，我选的是小变化假设
    specie          specie;
    energy          sensibleInternalEnergy;
}

mixture
{
    specie
    {
        molWeight       207;//铅的摩尔质量
    }
    equationOfState
    {
        rho0         11.096;//密度铅11.3437，铋9.8
        T0            300;
        beta          12e-5;//这是perfectFluid的参数https://www.openfoam.com/documentation/guides/latest/api/classFoam_1_1perfectFluid.html**
         
        
    }
    thermodynamics
    {
        Cv              159;  //定容比热熔，选的铅
        Hf              0;//不用管，只有一个specie就是0.
    }
    transport
    {
        mu              4.94e-04;  //nu*rho,这个是动力粘度，参数选择参考edge收藏夹
        Pr              0.01;
    }
}

最后附上两个速度以及温度的云图
这是速度的，湍流不是很明显
速度云图.png
这个是温度温度云图.png
几乎没有感受到湍流的作用

李东岳

想用FVM做出壁面发展出来的湍流不太容易。你可以看一下这个算例 http://dyfluid.com/icoFoam.html 这个算例是200万网格的湍流看起来也是差强人意。我试过3000万的，也是一般般。FVM要做出谱方法那种高解析度的湍流，不太容易。如果有扰动的话最好了。不知道你这个温度会不会产生扰动。

vbcwl

@李东岳谢谢东岳老师，我这里温度设置是参考的hotroom，然后把壁面设置为了恒定热流密度，应该是没有扰动的。我先去学习下如何添加温度扰动，之后再来看看结果

CFD中文网

buoyantPimpleFoam无法发展成为湍流