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几何对称,结构化网格对称,边界条件设置对称,单相流场模拟,有传热,为何最后的模拟结果不对称?

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    白粥
    写于 最后由 编辑
    #1

    各位CFD大佬,小弟最近在用fluent做模拟时遇到一个问题,物理背景就是管内的热水以射流的方式喷出然后被周围的环境冷水稀释,在做小模型模拟(x=40m y=2m z=13.3cm)的时候,模拟结果尚可,对称性很完美,但在做大模型的时候(x=4000m y=2000m z=10m),模拟结果很不好。
    用的稳态模拟,大模型网格数量大概七百多万,用的reliazable k-e湍流模型,进口的湍流参数设置用CFD计算器估算过了,另外在模拟的时候fluent一直有湍流粘度比超限的提示,但小模型就不会有,不知道最后的不对称结果和这个是不是有关系。
    1564dc71-8ed2-4905-ba1b-67fbca1936e3-图片.png
    热水从圆的四周均匀喷射出来,然后被流动的冷水稀释,冷水流动方向从左至右,可以看到图中并没有达到一个对称效果,等值线都没有对称。
    21f863e0-2b3c-4e9f-994a-ae3797889acf-图片.png
    热水进口在上图的最底部,垂直向上喷射,中间比较黑的那一块有一块顶盖,作用是让热水向周围扩散开来而不是垂直向上冲,图中看到网格有些瑕疵的地方是tecplot的显示问题,可以忽略。
    a652dbd8-6ce0-4c30-9c4a-97e6fee8e965-892fea64760b5fcdfe9299ba371783e.png
    从这张图可以看出热水向上喷射,被顶盖挡住,最后向四周扩散上浮的过程。

    总结一下几点疑问:
    1.模拟时fluent的湍流粘度比超限警告是否和最后模拟结果的不对称有关系?
    2.小模型模拟结果对称,而大模型就不行,和网格的大小有关系吗?小模型的最大网格大概也就在厘米级别,而大模型的最大网格一般在米级别(最大有五米左右)。
    其实最核心的诉求还是想解决对称性的问题,最好不要用对称边界条件,能用整个模型就用整个模型。

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