drift-flux model中相对速度计算问题

Lubing

fluent中提供了不同的滑移速度的计算方法，我想尝试将其移植到OpenFOAM中去，在处理滑移速度的时候遇到了问题：相对速度计算时需要用到相对雷诺数，相对雷诺数计算时需要用相对速度，有点套娃的感觉。这里在计算时需要使用迭代计算的方法么，有没有资料可以参考呢~ 先行谢过各位大佬~

李东岳

对，不仅仅你这个模型，大部分的模型都需要相对速度。一般情况下不需要迭代。在计算最开始的时候，就是用之前时间步来计算Ur，然后在最开始的时候有几步震荡，但是很快就收敛了。

Lubing

谢谢李老师，我先试试~

Lubing

在将这个方程植入到OpenFOAM中之后，出现了明显的相对速度的震荡，惯性加速度最大能到10^5m/s2。植入时直接使用- fvc::ddt(U) - (U & fvc::grad(U))进行计算，使用的时1D的气液激波管问题做的验证，此时无滑移时的速度为20m/s左右，

给定滑移速度时计算的速度场没有震荡，使用的是OpenFOAM中的general方法。

想了解下出现这种问题的可能原因是什么呢~

李东岳

自己写的代码不太好debug 老铁我只能提供理论上的OpenFOAM惯用的普适性处理方法的思路

Lubing

把源代码放上来，我用的是v2312版本的OpenFOAM，tutorials里面有参考算例
compressibleDriftFoam.zip

Lubing

这个模型是不是存在一个问题，就是滑移速度在计算时除了和加速度相关，与雷诺数相关，似乎与别的参数没有什么关系。这就会导致随着加速度的增加，滑移速度急剧增加，这里是否还缺少能量上的约束以避免出现不合理的结果呢

李东岳

滑移速度一般会倾向于是一个稳定的值。最简单的滑移速度可以给一个定值，比如0.2之类啥的

Lubing

我在计算的课题是欠膨胀气液两相流内的激波，想看看滑移速度的影响，有没有可能计算的场景的瞬态特征导致了计算的不稳定啊~

李东岳

数值方面我还能插上嘴，具体的工况设计到很多的流体力学特征，这个我也不太清楚了。

Lubing

请教个问题，就是再滑移速度模型植入时，出现了类似于棋盘一样的相对速度Udm，想问下这种问题该怎么处理呢~

求解器更换成了twoPhaseMixingCentralFoam（Kraposhin Matvey的求解器https://github.com/unicfdlab/hybridCentralSolvers），在其中的YEqn中添加了滑移速度Udm的通量，但是出现了Udm的棋盘一样的变化，不清楚问题出在了哪里，请大佬指条明路~
Udm植入时使用了固定大小的Udc，Udc的方向由加速度方向决定（认为气液两相惯性的差异导致速度的差异）。
这个算例在孔内是50%质量含气率的气液两相，入口压力10MPa，温度383K，（这是个测试，并非真实场景）

Lubing

现在植入的Udm的方程是这样的：
Udm =rhoc * alphac / rho * UdcMag * A /mag(A+epsilon)*
( exp(-a1_*max(alphad_ - residualAlpha_, scalar(0)))

exp(-a_*max(alphad_ - residualAlpha_, scalar(0))) );
其中A是加速度
出现这种类似于棋盘一样的状态，可能是因为这里使用的参数的问题么~

李东岳

自己写的代码很难debug，一般我不会跟人debug代码，只能debug现有求解器的现成算例。不过你可以把你得sci发给我，我看看公式怎么植入的。如果感觉简单我可以收录到以后LCO课程的教学内容并在这里更新。太复杂只能是走项目，也不适合学生。

http://dyfluid.com/class1.html

Lubing

我参考的是这篇文章~
1-s2.0-S0301932221001397-main.pdf

李东岳

你可以把10-13方程植入进去之后，然后把方程19的模型处理成固定值，再尝试

Lubing

方程19处理成固定值是指Ur的大小方程都恒定么？这个时候不会出现震荡，但是遇到了一个问题，就是Y在计算时会超过1，应该算是过度堆积？这种问题应该怎么处理呢~ 这里我也使用了MULES进行限制。
MULES的调用是这样的

void Foam::mulesWithDiffusionImplicitLimiter
(
    const volScalarField& rho,
    volScalarField& Y,
    const surfaceScalarField& phi,
    scalarField& lambdaFace,
    surfaceScalarField& rhoPhif,
    surfaceScalarField& diffFlux,
    const surfaceScalarField& Dmi,
    const fvScalarMatrix& SuSp
)
{
    const fvMesh& mesh = rho.mesh();
    const word Yname (Y.name());
    Y.rename("Yi");

    upwind<scalar> UDs(mesh, phi);

    fvScalarMatrix YConvection
    (
        fv::gaussConvectionScheme<scalar>(mesh, phi, UDs).fvmDiv(phi, Y)
    );

    surfaceScalarField rhoPhifBD (YConvection.flux());

    surfaceScalarField& rhoPhifCorr = rhoPhif;
    rhoPhifCorr -= rhoPhifBD;

    volScalarField Su
    (
        "Su",
        SuSp & Y
    );

    MULES::limiter
    (
        lambdaFace,
        1.0/mesh.time().deltaTValue(),
        rho,
        Y,
        rhoPhifBD,
        rhoPhifCorr,
        zeroField(),
        Su,
        oneField(), //psiMax,
        zeroField() //psiMin,
    );
    Y.rename(Yname);
}

李东岳

就是Y在计算时会超过1

轻微的还是很严重的

Lubing

就是在存在Y=1的区域的时候，如果Ur不合理，会导致发散

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drift-flux model中相对速度计算问题