请教密度随深度连续变化设置问题

[chengan.wang]

大家好，目前我正在使用interfoam，上层是空气，下层是水，对于水体，如何在边界和初始场文件设置密度随深度连续变化？已知其分布规律

[李东岳]

interFoam是不可压缩的，如果是水和空气，只有2个密度不具备梯度变化。你那个需要compressibleInterFoam。密度随深度连续变化需要做硬植入或者写个utility，比如这种：https://coding.net/u/dyfluid/p/Solvers_DYFLUID/git/blob/master/pipeU/pipeU.C

[chengan.wang]

@东岳 谢谢版主。您给我的例子中是速度随深度变化U[cell].y() = 0.7 - mag(x - 0.075);，这个我用groovybc实现过。我的问题是一个水池，左侧入口速度恒定，但是密度需要连续分层，并且初始流场密度也要分层，与入口一致。研究流场中的障碍物影响，这个是否有相似的例子可以参考？

[浪迹天大]

设置初始场可以用东岳大哥的方法（自己写一个 utility），边界条件则可以使用 codedFixedValue。
举个例子：

wall
{
    type            codedFixedValue;
    value           uniform 550;
    name            suibian;
    code            #{
        scalarField x = this->patch().Cf().component(0); 
        // Cf 表示此 patch 的所有面心坐标，是一个 vectoeField，component(0) 表示取其第 0 个分量，即 x 坐标。
        scalarField T = 550*x;
        operator==(T);
    #};
}    

[chengan.wang]

@浪迹天大 在 请教密度随深度连续变化设置问题 中说：

codedFixedValue

谢谢您，这几天一直没有看

[chengan.wang]

@浪迹天大 您好，我有些疑惑。
初始场密度分布的unity是写在compressibleInterFoam求解器中的‘createFields.H’文件中吗？在

    Info<< "Reading thermophysical properties\n" << endl;

    volScalarField& p = mixture.p();
    volScalarField& T = mixture.T();
    volScalarField& rho1 = mixture.thermo1().rho();
    const volScalarField& psi1 = mixture.thermo1().psi();
    volScalarField& rho2 = mixture.thermo2().rho();
    const volScalarField& psi2 = mixture.thermo2().psi();

    volScalarField rho
    (
        IOobject
        (
            "rho",
            runTime.timeName(),
            mesh,
            IOobject::READ_IF_PRESENT,
            IOobject::AUTO_WRITE
        ),
        alpha1*rho1 + alpha2*rho2
    );

代码中，我只需要把rho1重新定义成随函数变化就行吗？

边界条件部分，使用codedFixedValue可以按照您的给的例子把T换成密度吗？“0.org”文件夹中就没有rho这个文件呀？

[chengan.wang]

@东岳 李老师，compressibleInterFoam求解器该如何设置边界密度随空间变化呢

[Jacobian]

compressibleInterFoam读入rho的方式是READ_IF_PRESENT，也就是说存在rho文件的话，就会被读进去。所以可以在0文件夹下自己添加一个rho，然后用funkySetField 设置你要的初始场。
至于“如何设置边界密度随空间变化”，compressibleInterFoam是基于压力的求解器，也就是密度由压力决定。所以只要把p_rgh设置对了就可以吧？

[chengan.wang]

@Jacobian 您好，谢谢您的回复。在我的算例里面，水和空气的密度可在constant文件夹中的thermalphysicalProperties设置成多项式形式，即随温度变化。我现在遇到的问题是希望能够设置水体（rho1）部分的数值按照一个特定的函数随空间变化，初始时刻满足、入口边界满足即可，我不是很清楚用压力是否合适

[Jacobian]

抱歉说漏了，rho、rho.water、rho.air这三个文件都要放进0文件夹。funkySetFields是能够使用函数表达式的，用来设置场内分布；边界上的值可以用funkySetBoundaryField来设置。在system下添加funkySetFieldsDict和funkySetBoundaryDict来使用。里面的内容，随便举个例子：

//funkySetFields
expressions
 (
    pressureWater
    {
     field p_rgh; //需要设置的物理量
     expression "100000 - 99800*pos().y";  //这行写你要的函数
     condition  "(pos().x <= 5) && (pos().x >= 0)"; //起作用的范围、可以注释掉，不影响使用
     keepPatches 1; //填1就好，要不然可能把边界条件改成zeroGradient
    }
 );
 
//funkySetBoundaryField
pressureWater
 {
    field p_rgh;
    expressions
    (
        {
            target value;
            patchName INLET; //选择边界面
            //variables "maxY=max(pts().y);";  //可以注释掉，不影响使用
            expression "100000 - 99800*pos().y"; //这行写你要的函数
        }
         //可以再expression下同时写多个边界的设置
        {
            target value;
            patchName OUTLET;
            //variables "maxY=max(pts().y);";
            expression "100000 - 99800*pos().y";
        }
    );
}

更多细节参考这里链接文本，以及swak4foam的tutorials
另外，你的这个算例里面压力也应当要设置，需要和密度相匹配。

[李东岳]

@Jacobian Not all heroes wear capes, thanks for sharing

[chengan.wang]

@Jacobian 谢谢您的帮助。如果我把rho、rho.water、rho.air这三个文件放进0文件夹，此时thermalphysicalProperties设置的密度就没有用了吧

[chengan.wang]

@Jacobian 我尝试了您的方法，其实不需要设置rho.water、rho.air。我设置了水的密度随高度按照双曲函数变化，初始时刻以及边界密度是没有问题的。但是运算开始后出现问题，密度分布立即按照thermalphysicalProperties设置变化，也就是说按照目前的方法无法控制密度与其他物理场的联系。实际上我的密度场是可以随着流场变化的，因此我觉得应该添加一个浓度输运方程，然后重新定义热物性，使密度随之变化。