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基本理论区

394 主题 2.0k 帖子
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    hangszH

    SRF和MRF只是坐标系变换,将旋转问题变成stationary问题,所以湍流模型还是适用的。

    但是对于旋转问题或者流线弯曲问题,湍流模型是要进行修正的。

    参看: 《Some improvements in Menter's k-omega SST turbulence model》

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    W

    Navier-Stokes 方程中的对流项写作 $\nabla \cdot (\textbf{u}\phi)$,扩散项写作 $\nabla \cdot (\nu \nabla \phi)$。

    对流表示流体微团从空间某点运动到另一点的过程,而扩散则表示流体物理性质浓度变化的过程。

    对动量方程而言 $\phi=\textbf{u}$,因此对流项变为 $\nabla \cdot (\textbf{u} \textbf{u})$,为非线性项。一些算法将其中一个速度作为已知量,另一个作为未知量离散求解。可参考icoFoam解析。

  • 非稳态扩散问题的时间步长

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    C

    @Wayne

    显性方法中要求 $\frac{\Gamma \Delta t}{\rho (\Delta x)^2}<0.5$,以及苦郎树小于1. 如果你的例子库朗数很低。那满足第一个条件即可。

    参见:M. Peric,143页。

  • 边界条件是怎么引入到控制方程中的?

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    openfoam 边界条件引入到离散控制方程求解中,实际是把边界节点的值引入到了源项来看待的吧?最想不明白的就是再靠近壁面的体积单元P,再其通过惯性力/压力差/剪切力形成动量方程的时候,是不是还要把壁面剪切应力考虑进来。

  • 边界条件梯度为0 具体代表什么?

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    李东岳

    @ywj123450
    《数值传热学(第2版)》是我唯一力荐的一本中文CFD理论书。

  • 什么叫数值粘度?

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    李东岳

    @paopaoai11 0_1459762185326_9e49d94068cdf3001bfcef180a2398ec_b.jpg

    已更新

  • 有关五面体网格

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    李东岳

    Hi,

    我遇到的使用三菱柱的情况就是四面体的边界层网格。当然需要使用三棱柱来做边界层,有利于使用三棱柱的上下面把误差抵消掉。

    计算效率是指?
    目前出了纯结构网格,其他的网格在做索引的时候编程都要比结构网格复杂。
    如果值得是精度,三棱柱在边界层肯定要比4面体好,这个在教材中都有提及。

  • 什么是averaging turbulence?

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    .J..

    @showhand 多谢大神回复!

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    想找一些适合cfd入门学生学习的题目
    最好有把cfd的各个环节单列出来的题目(例如 贴体坐标系生成)
    以及这些问题用什么工具求解
    我是指学习使用哪些工具对于科研实际具有意义(例如使用哪些软件(fluent?turbo?) 还是用哪种语言自己编写代码(例如cpp)?有哪些部分已经出现类库,哪些需要自己编写呢?尤其是科研中是怎样实际操作的)

  • 湍流模型的松耦合方法

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    进一步推广到流场涉及多种物理现象,比如燃烧蒸发等,也可不可以这么做?前提是非定常情况?

  • 为什么LES具有随机性?

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    S

    这个问题也可以参考我之前的回答:

    http://120.25.245.130:4567/topic/94/les和rans中-离散的对象是相同的吗/3

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    李东岳

    没想到图越来越多。手机看的注意了。我这个图多。

    结构网格的拥护者简单说一下为什么我喜欢结构网格。以下只针对简单几何以及不是太复杂的几何。复杂到不行的网格我选择混合网格。我自己做的算例不用纯四面体网格。

    六面体网格具有以下优点:

    非矩形网格的歪斜(skewness)严重
    这需要做面法相梯度计算修正。稍微增加计算步骤。著名的CFD非矩形修正因此而来

    截面重构不光顺
    举例,一个正方盒子,一半是水,我们用矩形网格重构的气液截面是这样的:
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    黄色为一相,白色为一相。即使网格很糙,我们的截面也是平的。下图为三角形非结构网格:
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    可见糙网格下界面不平。这导致后处理需要耗费精力。

    高度非线性物理问题影响矩阵对角占优
    这也是非线性动力学,例如金属撞击、生物力学分析中结构网格肆虐的原因。(这个我没有测试,之前在网上看到的结论,来自链接文本

    非结构网格数量更多增加计算资源
    网格单元的面越多网格越少。六面体网格并不是数量最少的。数量最少的是多面体网格(star推荐的?)如下图
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    再看这个情况对比:只有第一个是结构网格,第二个网格多。第三个第四个和均为非正交且和流线不贴合
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    因此目前自动生成的非结构网格一般数量是即为巨大的。计算的时间会超过你花一星期做结构网格的时间。另外,万一中途发散了怎么办。

    费结构网格高度不可控
    几何稍微一点点的变化会导致全场四面体网格做位移。结构网格(ICEMblock切出来的)具有即为即为高度可控性。可以对基本所有的网格单元进行控制。俩者区别天差地别。

    我了解的所有的离散格式对结构网格适应性更强
    也就是说结构网格对流场具有强的多的顺应性。例如旋转机械,结构网格和速度流线高度贴合。

    矩形网格对边界更好的捕获
    为何非结构网格要添加边界层网格?矩形网格对壁面贴合更好。

    复杂CFD模型在结构网格上收敛更强
    个人经验。比如双流体模型,LTS局部时间步框架下的模型,激波捕获等。当然那种不可压缩单相流不算

    太多就不写了...

    引用从业CFD27年OpenFOAM创始人Henry的一段话:

    hex and polyhedral cells are generally superior to tet cells in finite-volume and the difference in both accuracy and convergence behaviour can be large. However, it also depends on the quality of the hex and tet cells and many of the problems with tet meshes stem from the poor quality of some tets produced by many automatic tet mesh generators. In order to really appreciate the difference it might be a good idea for you to try both for your problems. For VOF calculations I would expect the solution on hex/poly cell meshes to be dramatically better.

    大意为:

    在有限体积中,六面体和多面体网格相对于四面体网格优势明显。主要在精度和收敛上。对于VOF(我上文提及的第2点),结构网格的优势是大大的。

    最后,需要耗费大量时间生成的六面体网格至今没有消失,必然有存在的道理。

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    李东岳

    无时间项的欧拉方程不好解,原因在于:如果流场用稳态的欧拉方程来描述并求解,在激波前(超声速)为双曲线类方程组,钝体头部为椭圆线方程组(下图)。椭圆形和双曲线方程组用同一种数学解法来解并不好解。
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    欧拉方程相对于NS方程不好解是因为:欧拉方程(椭圆和双曲混合或双曲)和NS方程(椭圆或者抛物)的数学类型不同。且双曲型方程组比椭圆、抛物复杂是因为添加了一个流场信息沿着某个曲线(特征线)传递的特性。

    欧拉方程数学形式不是更简单么,为什么求解会更困难呢?

    是的,直观来讲方程少了一项。不过只是少了一项而已,导致方程的数学特性反而复杂了。

    方程类型分类:
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    很容易看出无粘流要么为椭圆和双曲混合(稳态),要么为双曲。都要比有粘流的椭圆和抛物复杂。

    因此,欧拉方程一般添加时间项。毕竟“单一双曲”比“椭圆+双曲”容易。

    以上信息都可以在An Introduction to Computation Fluid Dynamics-The Finite Volume Method以及Computational Fluid Dynamics: The Basics with Applications中找到

  • 有关FVM的数值精度问题

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    李东岳

    你好,

    这个问题我最近研究过。请参考:CFD中的高阶精度是不是扯淡。在这里面已经讨论很详细了,此处不赘述。