Stokes流中的圆球绕流的阻力系数,怎么设置才能算准。
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@Prometheus10 算了十秒还在33,我是不是应该放弃了,网格质量是不是不是特别好呀 感觉不应该呀,我之前用icoFoam算过雷诺数40的圆柱绕流,和文献对的还挺准
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@Prometheus10 看到你后面解决啦,可能定常流算不准最可能的问题就是网格问题
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@pengdi @李东岳 感谢pengdi大佬,感谢东岳老师。您们的讨论很大程度给了我帮助,已经很大程度解答了我的疑惑。
但是!
@pengdi @李东岳 东岳老师和pengdi大佬,我觉得OpenFOAM的slip条件这里,还不能直接否定它,还不该锤它。
我想再请两位老师看看我的这个理解过程,我还拿不准一些地方理解得对不对:
先上图:
(这个图是我自己做的,图和公式都是按照自己的理解分别拼一起的,特别是第三个切应力为0的那个表达式,我甚至觉得他写好像错了,但是我先表达一下我的逻辑和想法,请您们帮忙看看:)
因为OpenFOAM应该内置的是:
- Slip的底层代码执行的内容是:被称为perfect-slip或free-slip的理想滑移条件(不仅要约束法向速度为0,还要约束切应力为0),这一点,OpenFOAM没有错。
- noSlip的底层代码执行的内容是:作为无滑移noSlip(界面处速度为0);这一点,OpenFOAM也没有错。
然而,我在这个帖子内提到的气泡界面“滑移”条件,虽然经常在各种文献中被大家称为“滑移slip”,但是它其实只需要一个约束条件(也就是中间这个,只约束法向速度为0,并不去约束切应力)。
不少文献将其误称为free-slip(比如常州的庞老师那篇文章....可能因为他们雷诺数比较大,然后在大雷诺数时这个边界条件带来的影响不是太明显,又或者是笔误...我很尊敬庞老师并想求签名...先在这里提前为我的comments抱歉。)但不管怎么说,这恐怕是一个错误的叫法。
因为,从下面的文献中的气泡界面法向速度分布的示意图可以看出,界面是有速度的,但是速度达不到主流速度那么大(我的同学和我讨论的结果,认为是Re=0.1时气泡界面速度大概约为主流速度的一半),因此气泡界面边界条件所指的“滑移”必然不是free-slip。
那么,符合这个帖子内提到的气泡界面“滑移”条件(也就是只约束法向速度为0,并不去约束切应力),反而是symmetry边界条件准确描述了这个问题。
(tomiyama这个图具体是需要看最下面的No Marangoni Stress这个地方的法向速度分布图)参考文献: Liu, B., Manica, R., Xu, Z., Liu, Q., 2020. The boundary condition at the air–liquid interface and its effect on film drainage between colliding bubbles. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 50, 101374. Hosokawa, S., Masukura, Y., Hayashi, K., Tomiyama, A., 2017. Experimental evaluation of Marangoni stress and surfactant concentration at interface of contaminated single spherical drop using spatiotemporal filter velocimetry. Int. J. Multiphase Flow 97, 157–167.
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因此@pengdi ,PengDi老师如果您需要用slip如果是free-slip,那您的仿真其实并没错。
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然后,我现在还存在的疑惑是:
u·n=0是Partial-Slip吗?我看相关文档表示,OpenFOAM内置的Partial-Slip是继承于Slip(free-slip),然后给一个系数,感觉它主要是将界面速度执行为主流速度*系数,对于切应力方面,依然继承了切应力为0的约束条件。
因此我认为u·n=0并不是OpenFOAM中的Partial-Slip,这个观点是否正确?
再次谢谢东岳老师@李东岳 和Pengdi老师@pengdi
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@Prometheus10 在 Stokes流中的圆球绕流的阻力系数,怎么设置才能算准。 中说:
,虽然经常在各种文献中被大家称为“滑移slip”,但是它其实只需要一个约束条件(也就是中间这个,只约束法向速度为0,并不去约束切应力)。
我认为主要是因为symmetry边界限制了法向速度,slip边界只能保证切向速度相同,但是不能限制法向速度,可能和你的观点差不多。今天我会做个算例来验证一下。是否应该限制法向速度我觉得也不太好说,可能需要结合具体的问题开展分析。
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请教,symmetry边界,直观上理解是没有界面法向的速度变化吧,没有速度变化,为什么有切应力?
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@xiezhuoyu 您好 @xiezhuoyu ,先尝试回答您的提问:
这个图带来了误解(这个图其实是partial-Slip的图,我放这个图主要是想请大家帮忙厘清下u·0和气泡“滑移界面”以及partial-Slip之间的关系)。那么,回到问题上来:
u·η=0(也就是symmetry边界的数学表达,COMSOL里可以看到对称边界的数学方程就是u·η=0)的作用是什么? 我想象对于一个气泡界面处的流体而言,施加这个u·η=0的条件,并不是约束沿气泡界面法向的速度变化,而是要求流体沿壁面“贴体”进行运动,也就是说靠近壁面处的流体,不能沿法向运动,只能沿着切向运动。
但是!切向有没有运动,需要来看切应力的大小,也就是看有没有对切应力做约束。展开来说:如果此时在u·η=0的条件上继续添加切应力为0的约束条件,那么就形成free-slip边界条件;反之,如果添加的是切应力无限大的约束条件,那么就形成noSlip边界条件(u=0)。