interFoam + 周期边界条件的压力问题

Emrys

各位老师好，最近在研究在有重力作用下的interFoam周期性边界条件，如气泡上升，液膜降落等，
看到几个论坛交流的帖子，有fixedJump设置压力梯度的，但是不适合所有的情况 https://www.cfd-china.com/topic/1992/cyclic周期性边界条件

在这篇论坛里提到
https://www.cfd-online.com/Forums/openfoam-solving/79300-interfoam-cyclic-boundary-condition-issue.html
interFoam求解器求解的时候把重力放到了压力计算的过程中， $p_{ρ g h} = p - ρ g h$ 。请问有老师做过相似的问题可以交流一下吗

李东岳

interFoam求解器求解的时候把重力放到了压力计算的过程中

这个我2020年试过，没问题。就这么搞就行。代码改动好像不超过10行。当时我算了个轴对称的循环泡泡。

至少在2020年，这个interfoam确实有这个问题。现在的不太清楚了。

学流体的小明

我也是interFoam + 周期边界条件，计算气泡槽道流。
不过我没有加重力，而是直接添加体积源项。

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                 |                                                 |
| \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox           |
|  \\    /   O peration     | Version:  v2012                                 |
|   \\  /    A nd           | Website:  www.openfoam.com                      |
|    \\/     M anipulation  |                                                 |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version     2.0;
    format      ascii;
    class       dictionary;
    object      fvOptions;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

momentumSource
{
    type            meanVelocityForce;
    active          yes;
 
    meanVelocityForceCoeffs
    {
        selectionMode   all;
 
        fields          (U);
        Ubar            (1.0363 0 0);
        relaxation      1.0;
    }
}
/*momentumSource
{
   type vectorSemiImplicitSource;
   active on;
   

   vectorSemiImplicitSourceCoeffs
   {
      selectionMode all;
      //volumeMode      absolute; // specific
      volumeMode        specific;
      injectionRateSuSp
      {
         U           ( (0.3 0 0) 0); //partial p / partial x
      }
   }
}*/
//************************************************************************** //

Emrys

更新，已解决。将重力在interFoam中当成体积力拿出单独计算，结果如图所示

李东岳

我去厉害啊 ..
@学流体的小明你这一贴代码 @Emrys 直接复现结果
你俩太高效了。。

学流体的小明

@Emrys
你用的是固定的体积力源项 vectorSemiImplicitSource 这个吗？
我的理解是：重力是9.81 m/s^2，代码就是

injectionRateSuSp
      {
         U           ( (9.81 0 0) 0); //重力方向是x
      }

我记得方程是：

截图来自：http://xiaopingqiu.github.io/2016/03/20/fvOptions2/

Emrys

@学流体的小明不是，我直接在interFoam求解器里修改，动量方程里把rgh单独拿出来计算了。

Emrys

@李东岳看到李东岳老师的推送了没有这么邪乎哈哈哈

学流体的小明

@Emrys 就cfd-online帖子里面他们那种方法？我下载了一个求解器看了下，发现把所有的 p_rgh 都改成 p 了。
我的理解是：有重力和周期性边界同时存在的情况下，不能用 p_rgh 算压力，否则在过周期性边界的时候压力会出问题，用包含了重力的 p 就可以了
这就是最表面的理解吧？复杂一些的理解我没仔细看。
interCyclicFoam.zip

学流体的小明

@李东岳李老师跑太快喽。
我也有点震惊，我之前也感觉@Emrys 没用我贴的那个代码。

Emrys

@学流体的小明是的，因为p_rgh不是周期的。你的方法我也想尝试一下

Emrys

@学流体的小明我想请问一下，这里的体积源项假定了一个平均流速这个平均流速是怎么计算出来的，可以和重力挂钩嘛

学流体的小明

平均流速就是用瞬时的流场速度U进行三维空间上的积分。可以看看代码
https://develop.openfoam.com/Development/openfoam/blob/OpenFOAM-v2012/src/fvOptions/sources/derived/meanVelocityForce/meanVelocityForce.C

和重力不挂勾的，重力产生的加速度是它自己的效果，记为A；这个体积源项本身会产生一个加速度，记为B。
A不变，B会一直变化以使得平均速度保持为你设定的那个值。

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interFoam + 周期边界条件的压力问题