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    关于修改湍流模型中非线性雷诺应力项的问题

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    • C
      Chen_hao last edited by

      @李东岳 谢谢老师对我问题的指导,理解了针对“动量方程”雷诺应力项的修改就是通过修改linearViscousStress.C。
      我先介绍下我的研究方向:模拟三层液态金属组成的电池的不稳定性,随着电压增加时三层流体会发生不稳定性即湍流,目前组里采用DNS计算消耗计算资源太大,所以我需要采用湍流模型来尝试一下这个发生过程,我采用了基于磁流体修改后的K-omega模型,其需要加入磁动能源项与各项异性的雷诺应力,以下是我需要修改的非线性雷诺应力项:
      QQ截图20220617161225.png
      我的问题是:雷诺应力也包含在kOmega.H中如下:

      tmp<volTensorField> tgradU = fvc::grad(U);
          volScalarField G  
          (
              this->GName(),
              nut*(tgradU() && dev(twoSymm(tgradU())))
          );
          tgradU.clear();
      
       tmp<fvScalarMatrix> omegaEqn	
          (
              fvm::ddt(alpha, rho, omega_) 
            + fvm::div(alphaRhoPhi, omega_)
            - fvm::laplacian(alpha*rho*DomegaEff(), omega_)
           ==
              gamma_*alpha*rho*G*omega_/k_
            - fvm::SuSp(((2.0/3.0)*gamma_)*alpha*rho*divU, omega_)
            - fvm::Sp(beta_*alpha*rho*omega_, omega_)
            + fvOptions(alpha, rho, omega_)  
            + fvm::SuSp(Comg_*S/k_, omega_) 
          );
      

      其中G中包含线性雷诺应力,针对这个非线性雷诺应力是不是我需要同时:
      1、修改动量方程中的,即通过修改linearViscousStress.C;
      2、修改kOmega模型中的,即也要修改上面的G。

      初学openfoam见识浅薄,希望各位老师和同学能不吝赐教。

      1 Reply Last reply Reply Quote
      • 李东岳
        李东岳 管理员 last edited by

        可以按照这个形式,把你需要植入的东西高亮一下么

        捕获2.JPG

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        • C
          Chen_hao @李东岳 last edited by

          @李东岳
          1d4c6455-e7c6-4745-adca-6daf38318f29-H[]@OX2Z%XH)C}(8LJMOR1Q.png

          1 Reply Last reply Reply Quote
          • 李东岳
            李东岳 管理员 last edited by

            你可以把公式翻译成我那种矢量的形式么 这是在openfoam里面做植入的第一步

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            • 李东岳
              李东岳 管理员 last edited by

              尤其是那个$S_k^{Diss}$,这个还看不出来能怎么写。不过要是这么植入的话,也可以,就是感觉有点硬植入的风格

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              • 李东岳
                李东岳 管理员 last edited by

                比如$\bfS=\nabla\bfU+\nabla\bfU^T$,$S_{ik}S_{ki}=\bfS\cdot\bfS$,其他的你得自己写一下,比如这个$\boldsymbol{\tau}$怎么用$\bfS, \bfU$等表示出来

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                • C
                  Chen_hao @李东岳 last edited by

                  @李东岳
                  十分感谢老师的耐心回答!回复不及时请见谅,明白老师的意思了,方程转换好了(在编辑中稍等一会给您发过来),就您说的源项部分我单纯定义了一个标量场(语言基础差点),自己在尝试,请老师见谅。

                  c87f5636-4cb4-493e-bd12-df498f8e1f46-image.png

                  李东岳 1 Reply Last reply Reply Quote
                  • 李东岳
                    李东岳 管理员 @Chen_hao last edited by

                    @chen_hao 嗯,你这种就是我说的类似硬植入,看起来有点那什么。如果Sdiff能转化就不需要这么植入了,如果不能转化那就这样了。就是看起来这种植入一般来说不多。

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                    • C
                      Chen_hao @李东岳 last edited by

                      @李东岳
                      45cef8c3-7e3b-4142-888f-5fac91b8244a-IVRS%`)91~)KLI}NLFKA2DI.png

                      关于雷诺应力张量形式,上面有错误,正确版如下:
                      431a9ef8-7ab7-4486-909b-7e8b4d3848ad-L[OCC5NV(U5VNABTKSCMH]P.png

                      不知道有没有错误,我也在写其代码,跟老师讨论。

                      李东岳 1 Reply Last reply Reply Quote
                      • 李东岳
                        李东岳 管理员 @Chen_hao last edited by

                        @chen_hao 你这个公式写的很好!我对比了一些kOmega。你应该把原本kOmega中的$G$变成你现在的这个$G=\tau:\bfU$就可以了。这个$\tau$通过张量公式里面相应的代码植入一下就好,也不需要硬植入,也就不需要修改linearViscousStress.C了。

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                        • C
                          Chen_hao @李东岳 last edited by

                          @李东岳
                          谢谢老师夸奖。您的意思是,只需要更换KOmega中的G,目的是求解更精准的$ν_t$,从而作用到动量方程的U求解,故不需要再修改动量方程中的雷诺应力项,就可以达到效果。不知道理解的对不对,我一直在思考既然修改的话,需要两个地方统一变换,才能达到效果,希望老师能解答这个迷惑。

                          李东岳 1 Reply Last reply Reply Quote
                          • 李东岳
                            李东岳 管理员 @Chen_hao last edited by

                            @chen_hao

                            只需要更换KOmega中的G,目的是求解更精准的ν, 从而作用到动量方程的U求解,故不需要再修改动量方程中的雷诺应力项,就可以达到效果

                            湍流模型的作用就是更改$\nu_t$这个值,所以你的理解是正确的,其他的不用改

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                            • C
                              Chen_hao @李东岳 last edited by

                              @李东岳
                              理解了,谢谢老师的耐心回答:146:

                              X 1 Reply Last reply Reply Quote
                              • X
                                xpqiu 教授 @Chen_hao last edited by

                                @chen_hao
                                你可以看看 src/TurbulenceModels/incompressible/turbulentTransportModels/RAS/ShihQuadraticKE 这个湍流模型
                                这是一个非线性的湍流模型而且也只考虑了二阶非线性项,跟你要实现的那个类似。
                                这类模型除了修改 $\nu_t$ ,还需要把雷诺应力的非线性部分加上。

                                C 1 Reply Last reply Reply Quote
                                • 李东岳
                                  李东岳 管理员 last edited by 李东岳

                                  对。

                                  1. 你要是动kOmega模型,可以把$G$换成你的$\tau$,在linearStress.C那面还要处理一下devTau函数,要把非线性的贡献加上($\tau$减去线性部分)。

                                  2. 你要是动非线性类模型如ShihQuadraticKE,把$G$换成你的$\tau$。这样不需要特为处理devTau函数了。但要处理下omega方程(如果没有的话)。

                                  线上CFD课程 7月1日报名截止 http://dyfluid.com/class.html
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                                  • C
                                    Chen_hao @xpqiu last edited by

                                    @xpqiu 谢谢老师的回答,ShihQuadraticKE模型是一个很好的参考!

                                    这类模型除了修改 νt ,还需要把雷诺应力的非线性部分加上。

                                    您所指的加上雷诺应力非线性部分就是UEqn.H中turbulence->divDevRhoReff(rho, U)项的修改对吗?

                                    X 1 Reply Last reply Reply Quote
                                    • X
                                      xpqiu 教授 @Chen_hao last edited by

                                      @chen_hao 在 关于修改湍流模型中非线性雷诺应力项的问题 中说:

                                      您所指的加上雷诺应力非线性部分就是UEqn.H中turbulence->divDevRhoReff(rho, U)项的修改对吗?

                                      不是,不需要修改这个函数,你仔细看看 ShihQuadraticKE 这个模型的继承关系,它继承的是 nonLinearEddyViscousity 类。这个类计算雷诺应力的方式不一样,除了线性项还有一个 nonLinearStress 项。你只要按照这个框架去写,把你的非线性项赋值给 nonLinearStress 就行了。

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                                      • C
                                        Chen_hao @李东岳 last edited by

                                        @李东岳
                                        我会采用老师提供的第一种思路进行修改,感激不尽~

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