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Fluent的计算结果与理论公式值不匹配

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    CarbonO2
    写于 最后由 编辑
    #1

    求助各位大佬,我正在模拟光滑通道的流动以复现一篇文献,但是计算结果比理论公式值低了约15%
    1.png 文献中使用相同设置能得出正确结果,网格无关性已验证,增加到2000W网格也无法得出正确结果。我想知道问题出在哪里?以下是我的模拟细节:
    4.png 3.png 2.png
    那篇文献的网址:https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121573

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  • 李东岳李 在线
    李东岳李 在线
    李东岳 管理员
    写于 最后由 编辑
    #2

    文献中的图10,y+u+能对上么

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

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    CarbonO2
    写于 最后由 编辑
    #3

    @李东岳 感谢大佬的回复,能对上,热导率也差不多能对上,就是摩擦系数小了很多。另外根据文献图16的结果他的切应力是0.016pa左右,我计算出的结果只有0.012pa。

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    CarbonO2
    在 中回复了 李东岳 最后由 编辑
    #4

    @李东岳 补充下具体细节:
    网格:

    X方向流向,总长5m,网格长约6mm,均匀分布
    Y方向展向,总长0.5m,网格长约3mm,均匀分布
    Z方向高度方向,总长0.125m,底面和顶面第一层网格高度0.3mm,增长率1.1,网格长度最大值3mm,根据算出的结果完全发展后的y+值约为0.8
    方法:

    SIMPLEC,全二阶迎风格式

    物性参数:

    320K空气的参数,文献里没给物性常数,但是可以根据h+的公式算出的√ρ/μ的值,进而推断出文献里貌似用的是默认参数,改成默认参数之后压降还是不对而且应力更小了
    收敛判定:

    残差能量1e-9其余1e-5

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    CarbonO2
    写于 最后由 编辑
    #5

    又发现了一个新的问题,表面摩擦系数算出来比总摩擦系数还大

    image.png

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  • 李东岳李 在线
    李东岳李 在线
    李东岳 管理员
    写于 最后由 编辑
    #6

    文章让我关了,这个是RANS还是LES?

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

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    CarbonO2
    在 中回复了 李东岳 最后由 编辑
    #7

    @李东岳 RANS

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  • 李东岳李 在线
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    李东岳 管理员
    在 中回复了 CarbonO2 最后由 李东岳 编辑
    #8

    如果你把你的网格提供给我的话,我可以用openfoam给你算一下并验证,fluent那面我不会。不过调试后的算例我会发到网上。也就是大家都会看到。

    另外RANS没必要加那么多网格。壁面直接壁面函数就行。

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

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    CarbonO2
    在 中回复了 李东岳 最后由 编辑
    #9

    @李东岳 感谢大佬。网格实际上是因为想获得完全发展湍流,把通道弄很长所以才会有这么多。一个光滑通道的网格也不怕泄密啥的。

    网格链接(两个网址是同一个文件):
    https://pan.baidu.com/s/1qTxoeUEgPGzIB2kSDf0YVA?pwd=1ruw
    https://www.aliyundrive.com/s/XHWpd4c8FfU 提取码: 2n2l

    网格是用icem画的,导出的solver里没找到openfoam所以用的是fluent

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  • 李东岳李 在线
    李东岳李 在线
    李东岳 管理员
    写于 最后由 李东岳 编辑
    #10

    我看1.7个G,这太大了,我在国外下载费劲,如果是icem画的,你把.tin .blk文件发我就行。直接发在论坛里面。

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

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  • 李东岳李 在线
    李东岳李 在线
    李东岳 管理员
    写于 最后由 编辑
    #11

    网格实际上是因为想获得完全发展湍流,把通道弄很长所以才会有这么多。一个光滑通道的网格也不怕泄密啥的。

    另外,你这个就是矩形通道么?这样的话RANS不会有涡出来。

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

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    CarbonO2
    在 中回复了 李东岳 最后由 CarbonO2 编辑
    #12

    @李东岳 project1.blk project1.tin

    emmmmmmm我不太了解没有涡指的是什么,这一步也只是为了下一步大涡模拟获得完全发展的速度入口,如果没有影响的话倒也无所谓。

    另外,刚刚发现我模拟出的结果好像是层流(也可能是顶端速度变化很小的湍流?),Re=20000的流动应该是湍流,这也许就是问题所在?
    centerline velocity.png tutorial.jpg

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  • 李东岳李 在线
    李东岳李 在线
    李东岳 管理员
    写于 最后由 李东岳 编辑
    #13

    如果就是矩形通道,如果就是RANS,那一定是层流。都没必要用这么长的网格,直接画个一维网格高度上计算就行了。我觉得现在你对这个文章里面的一些概念,或者一些CFD的概念可能有点歧义。我建议你深层次理解一下,然后我再给你对比。目前你给我的这套网格,是完全没有必要的。

    :duang:

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

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    CarbonO2
    在 中回复了 李东岳 最后由 编辑
    #14

    @李东岳 研一,这几个月才开始接触CFD,目前属于赶鸭子上架,有些概念确实来不及深入了解:xiezuoye: 可能之前我话没说清楚有点歧义,我知道光滑通道的RANS模拟不会有涡,但是我在帖子里也没提到涡所以我不太清楚大佬你提涡是为了什么。RANS模拟不会有湍流的那种状态我也清楚,我主要想表达的是速度分布的状态是官方教程里左边图的样子,但是从雷诺数来看应该是右边的样子所以会不会是这里的问题,关于这方面的知识我确实需要深入了解一下。

    一维网格的概念没接触过,最开始倒是有考虑过二维网格,不过因为涉及到雷诺数参考长度的选取以及profile文件导入三维网格可能出现的问题就转做三维了。模型搞这么长主要还是为了保险,毕竟官方教程里的湍流公式按水力直径算得4.6m才能完全发展。目前对我来说网格多倒不是问题,反正还得上课,课上完了差不多也算完了。

    现在我最想深入了解的还是条件一样为啥算出来的东西不一样而且结果还是错的的问题:chouchou:

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  • 李东岳李 在线
    李东岳李 在线
    李东岳 管理员
    写于 最后由 编辑
    #15

    条件一样为啥算出来的东西不一样而且结果还是错的的问题

    如果条件一样,算出来的肯定是一样的。肯定是某些细节方面没弄好。fluent这面我不太熟悉所以帮不上你扣细节。

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

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    CarbonO2
    在 中回复了 李东岳 最后由 编辑
    #16

    @李东岳 唉,还能有哪些方面的细节呢,我又重新看了遍文献,湍流模型,边界条件都一样,改物性参数和求解方法也都试过了,就剩一个改模型参数了,早上试了一下也没啥效果。

    把湍流模型换成了sstkw,这次倒是能有右边图的速度曲线了,但是压降还是只有理论值的5/6,范宁摩擦系数还是和理论值接近并且大于总摩擦系数。总不能△P不是拿静压算的吧:136: 大佬你要是有时间的话就帮我算算这个模型用RANS模拟到完全发展之后到底能不能用压降算出和布拉休斯公式一样的数,没有时间的话就算了。总之感谢大佬这么多天以来和我的交流。
    搜狗截图20230831141906.png

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  • 李东岳李 在线
    李东岳李 在线
    李东岳 管理员
    写于 最后由 编辑
    #17

    用RANS模拟到完全发展之后

    这种几何,可以用1维模型来模拟,这就是充分发展的。所以我就没想清楚为什么要用几百万网格算呢。你可以看一下这个算例,就是用RANS模拟的充分发展管道 http://dyfluid.com/openfoam.html#y

    你也可以联系下文章的通讯作者

    http://dyfluid.com/index.html
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    CarbonO2
    在 中回复了 李东岳 最后由 编辑
    #18

    @李东岳 额,做这个光滑通道也不是为了验证什么就是为了拿它出口参数当LES的入口参数,三维的直接导出出口profile文件再导入LES的case里就行了,不用三维的可能要搞UDF但是组里也没人会所以多一事不如少一事直接算三维的得了:chigua: 。算例里好像没给压力的数据。

    李东岳李 1 条回复 最后回复
  • 李东岳李 在线
    李东岳李 在线
    李东岳 管理员
    在 中回复了 CarbonO2 最后由 编辑
    #19

    光滑通道这个基本就类似个抛物线的形状。这个相对很光滑。你用来做LES,如果壁面没有障碍物的话,出不来湍流。另外LES那面进口也是个深坑,你看看这个贴 https://www.cfd-china.com/topic/4317/les定义入口速度的问题-dsrfg方法

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

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    CarbonO2
    在 中回复了 李东岳 最后由 编辑
    #20

    @李东岳 这点我清楚,实际上这么多参数里也就总摩擦系数对不上,其他的基本上全对上了。LES的话得在文献里是说在入口用vortex method施加扰动,而且模拟的是有肋的,所以基本上不担心涡的问题。流向周期性的模型也可以在RANS模拟之后用TUI命令施加扰动,之前试过了涡能长期存在,不过那个case没算完结果对不对就不清楚了。

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