多相流的扭矩提取

青山

各位大佬好，最近在做多相搅拌釜，想要提取桨叶的扭矩来计算搅拌功率。想要使用function中的force功能来提取桨叶上的扭矩，但是发现这个功能好像只适用于单相流。因为force文件需要输入rho，但是在多相流中由于相分布并不均匀且在瞬态变化，无法获得桨叶附近的rho值，所以该方法是否无法计算多相流的扭矩？

forces
{
    type          forces;

    libs          ("libforces.so");

    writeControl  timeStep;
    timeInterval  1;

    log           yes;

    patches       ("impeller*");
    rho           rhoInf;     // Indicates incompressible
    log           true;
    rhoInf        1;          // Redundant for incompressible

    CofR          (0 0 0);    // Rotation around centre line of propeller
    pitchAxis     (0 1 0);
}

另外拜读李东岳老师的博士论文发现李老师在论文中提取出了液-液两相流中的搅拌扭矩，说明多相流的扭矩是可以提取的，但是具体如何实现在论文中并未赘述，能否有大神帮忙解答，感谢！

tidedrinker

如果我们的版本没有差的太多，现在这一个就可以直接用。
单相流的时候，因为计算的时候只定义了粘度，没有定义密度，所以需要在这里定义。但是多相流一般来说会定义密度，不需要在这里再定义一次。按我的经验，rho和rhoInf这两项在二相流里会直接时效，定义成什么都无所谓。

青山

@tidedrinker 感谢，我现在在用of9的multiphaseEulerFoam，也就是说rho和rhoinf随便填一个数都没有影响是吗

青山

@tidedrinker 但是还有个问题，我在已经有了计算结果之后使用这个force进行后处理 -postProcess时，会报错说没有找到U和p，并不会自动读取U.*和p_rgh，请问您是怎么在多相流中使用的？

Reading field p_rgh

--> FOAM Warning :
    From function int main(int, char**)
    in file ./createFields.H at line 34
    Reading "/mnt/e/Desktop/limited-zeroG/constant/phaseProperties" from line 16 to line 144
    Pressure limits, pMin and pMax, are now read from "/mnt/e/Desktop/limited-zeroG/system/fvSolution/PIMPLE"
forces forces:
    Not including porosity effects


--> FOAM FATAL ERROR:
Could not find U, p

    From function void Foam::functionObjects::forces::initialise()
    in file forces/forces.C at line 205.

FOAM exiting

青山

@tidedrinker 你好，我发现of9中可以在force文件中单独定义相名称来提取相分数和对应的密度，输出的力和力矩如下：

forces forces write:
    sum of forces:
        pressure : (-10.813 0 -5.80003)
        viscous  : (-0.000457782 -0.000707157 0.000145593)
        porous   : (0 0 0)
    sum of moments:
        pressure : (-0.00441956 4.53963 -0.00703327)
        viscous  : (-3.21179e-05 7.86609e-05 -2.42533e-05)
        porous   : (0 0 0)

我的搅拌轴是y轴，所以我的扭矩是否就是4.53963N·M，但是这和实验值相差甚远，实验值大概只有0.06N·M，这是为什么？是不是还需要对这个力矩进行下一步处理才可以得到扭矩？需要除以密度嘛？

派大星huangxiaojie

@青山您好，可以看一下你的forces吗，我最近也是遇到了这个问题，我也是在使用multiphaseEulerFoam求解器，多相流不知道如何提取扭矩

青山

@派大星huangxiaojie

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
  =========                 |
  \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
   \\    /   O peration     | Website:  https://openfoam.org
    \\  /    A nd           | Version:  9
     \\/     M anipulation  |
\*---------------------------------------------------------------------------*/

forces1-gas
{
    type          forces;

    libs          ("libforces.so");

    writeControl  timeStep;
    timeInterval  1;

    log           yes;
    patches     (impeller_66 impeller_67);
    rho           rhoInf;     // Indicates incompressible
    log           true;
    rhoInf        700;          // Redundant for incompressible
    phase    gas;
     p p;
    CofR          (0 0.35 0);    // Rotation around centre line of propeller
    pitchAxis     (0 5 0);
}

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

把每个相的扭矩值都分别处理，然后相加即可，跟实验值较为吻合

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多相流的扭矩提取