请问有什么方法在圆管里实现充分发展湍流呀?以及怎么验证是否充分发展?



  • 我现在用的办法是做了一个很长的圆管模型,然后在圆管一端的inlet设置为“turbulentInlet",让其自由发展,不知道这种思路可不可行?然后我的验证方法是在不同的x/D截面上截取velocity profile曲线,预计当曲线重合(收敛)的时候就能证明湍流已经充分发展,不知道这样是否合理?

    当前我的模拟中用的是"oneEqEddy"的LES模型,但是做出来的效果不理想,我在不同截面(从x/D=10到160)提取的velocity profile看着都差不多。。不好判断是否收敛,如图所示。所以想请教各位有没有更合适的办法?

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    新上路的小白一枚,可能有些是比较浅显的问题,请见谅😆



  • 我现在用的办法是做了一个很长的圆管模型,然后在圆管一端的inlet设置为“turbulentInlet",让其自由发展,不知道这种思路可不可行?然后我的验证方法是在不同的x/D截面上截取velocity profile曲线,预计当曲线重合(收敛)的时候就能证明湍流已经充分发展,不知道这样是否合理?

    合理

    我在不同截面(从x/D=10到160)提取的velocity profile看着都差不多。。

    取决于你的精度要求。提高精度和对比标准试试。另一个是和实验对比。对比好了你就可以发文章了 :cheeky:



  • @李东岳 谢谢大佬回复。再请问下我把圆管的一端设为“turbulentInlet”的话,还需要很长的圆管来实现充分发展的湍流嘛?
    或者我还想问的是,还有其他的什么办法能达到圆管里的充分发展湍流吗?



  • 这个进口条件并不会实现特别复杂的功能,只是在进口添加了点小扰动。要比fixedValue好一些。你要模拟充分发展的湍流,一维模拟就可以了啊



  • @李东岳 因为我是想将所得到的充分发展湍流,继续用于射流的模拟,请问还有什么进口条件可以实现嘛?一维模拟我倒是不太了解,适用于我这种情况吗?:cheeky:



  • @zhangxc0223 你算射流的时候也用LES吗?如果是的话,那就是需要非定常的湍流脉动,目前你这种方法可行,但是要得到充分发展湍流需要很长的流向距离。如果射流用rans,那入口只需给定湍流速度型就可以。



  • 对的是用LES,做两个同轴的圆筒,一个小直径的作为圆管发展充分湍流,然后射入另一个相接的足够大的圆筒用来观察射流。

    但是我现在还有个问题是,得到的圆管湍流结果很难界定有没有充分发展。如用我帖子主楼里的方法,其实在x/D超过15之后,velocity profile曲线就已经聚集在一个很小的范围内了。请问我可以这样就断定它是已经充分发展了吗?一般来说x/D=15够长吗?



  • @dzw05 谢谢你的回复,不好意思刚回了个贴没引用上,麻烦再帮我看看我现在的问题呗:cheeky:



  • @zhangxc0223 你应该对比van driest变换之后的速度型,一般认为符合对数律之后认为是充分发展湍流。当然更高阶地还要对比雷诺应力分布。直接对比速度型的话,层流和湍流差别很小,肉眼不好分辨。



  • @dzw05 我确实也对比过对数律的曲线。如图中的蓝色虚线是充分发展的湍流曲线,红色和黄色的是我在x/D=10和12的平面上得到的曲线,之后再大的x/D值得到的结果都差不多了就没画出来了。好像在y+ < 15左右得到的曲线还算比较吻合,然后在y+ >15之后就偏离了。所以我想问问:

    1. 是什么原因造成y+ >15之后的偏离,是因为我在离壁面远端的网格不够密集嘛?
    2. 要达到怎样的吻合度才可以认为是充分发展湍流?我图中y+ <15的部分这种程度够嘛?😕
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  • @zhangxc0223 可能是网格不够密,做dns的时候边界层内一般布置100左右网格点,没做过les不太清楚。也有可能是出口边界影响,尽量将出口离得远一点。



  • @dzw05 是垂直壁面方向上100个网格点嘛?请问顺气流方向,也就是平行壁面的方向一般设置网格尺寸为多少呀?假设靠近壁面的第一个网格尺寸是1的话



  • @zhangxc0223 dns模拟的时候,壁面法向的y+小于1,流向和展向为10的量级。les应该可以适当放松大吧。



  • @dzw05 好的,真的非常感谢:happy: :happy:


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