圆柱扰流计算与物理现象问题思考
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Re＝100层流圆柱扰流，存在如下问题：
1.查看Cp曲线，我观察如下两个特征，0度Cp＝1，30度Cp＝0，30度还对的可以（0.1464644），但是滞止点处压力却总是高于1，换了几套网格还是一样，这是怎么回事？
2.傅里叶分析，我发现只能对升力系数分析得出的频率f，计算St数才能和试验对上，其他的频率分析都不对，也就是说试验所测的涡脱落频率和Cl震荡频率一致，看起来貌似合理，但是其根本原因是？
3.计算的统计时均Cd比试验值高，我尝试改变物性，发现影响比较大，这是怎么回事呢？
6_1491584960826_U 5_1491584960826_turbulenceProperties 4_1491584960826_transportProperties 3_1491584960825_p 2_1491584960825_fvSolution 1_1491584960825_fvSchemes 0_1491584960825_controlDict
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stagnation 稍微高于1还是可以接受的，Cp的绝对大小和of参考压力以及参考速度的取值是有关系的。但是我发现你的Cp在stagnation point 1.2+，感觉有点高了，不知道楼主有没有试过更大的网格？或者说质量更高的网格？
求St的方法有很多，比如对阻力或者升力系数fft，或者在wake区域对某个参考点速度检测，然后在垂直于来流方向做fft。需要注意的是对Cd做fft所得的St应该是对Cl的两倍才对，你可以分析一下圆柱表面的合力在一个Shedding周期的变化就会明白了。
Cd的偏高同样和Cp的偏高有联系，建议楼主用更大的网格，用更好的网格，用高阶的离散格式，用更高的收敛准则。不太明白楼主所说改变物性是什么意思？
祝好。
Yours in CFD,
Ran
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@random_ran 你好，我用2D几何模型，DDES_SA湍流模型试算Re3900，算的基于Cd的St数和基于Cl的St相差甚远，是不是必须有2倍的关系计算才是正确的呢？有没有相关文献说明这个问题呢？谢谢
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3900 已经是sub-critical了，这个区间的雷诺数已经有3D效应了，建议extrude你的2D 网格，在轴向上拉长 pi 的长度并布置48或者更高层网格。
对于这个St从Cd和Cl的计算产生的差异，我觉得这样理解比较好：
想象钟表平面是那个圆柱截面，3点钟方向是流体流动方向，也就是Cd的方向，12点钟是升力系数为正的方向。这样规定好座标轴以后，我们在讨论作用在圆柱体表面的力的周期性变化。
你可以想象钟表上的时针代表合力的方向，合力的周期性变化表现在时针的来回转动。
- 当1点钟的时候，我们假定一个周期开始，这个时候Cl出现了最大正值。
- 当3点钟的时候，Cd出现最大正值。
- 5点钟的时候Cl，最大负值。
从1点到5点，经历了半个周期，你会发现：
Cl从最大正值逐渐变为最小负值，这就是正好是vortex shedding 的半个周期。再来看看Cd:
Cd在1点钟的时候，我们要把Cd的真值是1点钟投影到3点钟上的大小，所以Cd此时是最小值，从1点钟到3点钟，Cd逐渐增大到 最大值(此时此刻Cd不用投影)。接下来从3点钟到5点钟，Cd又逐渐减小到最小值，同样需要在3点钟方向上做投影。
总结一下：
从1点到5点，这个半个vortex shedding 周期内：
- Cl 也是半个周期
- Cd 经历了一个全周期
所以依据Cd计算的St大小应该是依据Cl的两倍。而基于Cl得出的St，和vortex shedding的频率值正好吻合。
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@random_ran 你好，我最近想研究一下网格的变化对St和Cd_ave的影响，还是那个2D模型，我算了很多算例，但是发现一点规律也没有，经过反思，我认为可能是我统计方法的问题，我的方法是这样的：
为了能够使不同网格进行对比，要确立一个统一的标准，所以我选择了一个固定的时间段，比如0.4s，对每一个case求解的物理时间是2s，寻找这2s内哪个0.4s interval 的Cl_ave最小，因为理论上说，足够长时间平均的Cl值应该是0（合力为0），此时对应着Cp曲线也为最好程度的对称，即上半表面的Cp曲线和下半表面重合，此时统计出来的标准就唯一了，但是每个case在0.4s内的周期数不一定相等，我认为这个影响不大，忽略。
按此方法统计出来的结果，完全没有任何规律，比如随着某个region网格的加密，Cd/St呈现什么样的特性，请问你做统计是按照什么原则做的呢？难道是所谓的“足够长”的时间么？谢谢 -
@random_ran 你好，我现在开始做3D的圆柱扰流了，Re3900，现在我想统计时均的Cp曲线，时均的容易统计，但是在展向在做一次空间平均怎么做呢？
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@yhdthu 在 圆柱扰流计算与物理现象问题思考 中说：
能够使不同网格进行对比，要确立一个统一的标准，所以我选择了一个固定的时间段
我觉得 网格变化对St 和Cd-avg 的影响应该是 当网格达到一定程度，再加密网格这两个值都没有太大波动。但对于“太大”的理解也是因人而异的。有时候我觉得小数点后一位不变就可以，有的人觉得两位甚至三位。
物理时间的选择，我个人的做法是开始的时候尽量往长的算，单位是星期。然后选择10，20，30，40个vortex shedding 周期(近似)来看看结果有没有太大的变化。最后再统一做决定。总结一句话，有多少计算资源我就干什么样的事情。
我没有空间平均过Cp,只做过中截面的。目前我能想到的就是用ParaView后处理，沿轴向上切很多截面，输出压力的分布，然后先在时间上平均，最后在空间上平均。
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@random_ran 在 圆柱扰流计算与物理现象问题思考 中说：
@yhdthu 在 圆柱扰流计算与物理现象问题思考 中说：
能够使不同网格进行对比，要确立一个统一的标准，所以我选择了一个固定的时间段
我觉得 网格变化对St 和Cd-avg 的影响应该是 当网格达到一定程度，再加密网格这两个值都没有太大波动。但对于“太大”的理解也是因人而异的。有时候我觉得小数点后一位不变就可以，有的人觉得两位甚至三位。
物理时间的选择，我个人的做法是开始的时候尽量往长的算，单位是星期。然后选择10，20，30，40个vortex shedding 周期(近似)来看看结果有没有太大的变化。最后再统一做决定。总结一句话，有多少计算资源我就干什么样的事情。
我没有空间平均过Cp,只做过中截面的。目前我能想到的就是用ParaView后处理，沿轴向上切很多截面，输出压力的分布，然后先在时间上平均，最后在空间上平均。
您好，我最近也在做三维圆柱绕流，用Fluent模拟的，小白一个，想问一下，Fluent中用Monitor监测的圆柱表面的Cd和Cl的结果是空间平均的还是某一个切面的啊。谢谢。
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还在,:).
时间离散对结果影响大吗，还有Crank-Nicolson后面的系数应该怎么取？
Please see: https://cfd-china.com/topic/3834/分享-openfoam不同离散格式的简单研究
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@random_ran OK 感谢! 很好的分享！
