Fluent和OpenFOAM LES计算结果的差异性



  • 未标题-1.jpg
    左图是of计算结果,右图是fluent结果
    都用的smagorinsky LES模型,为何结果差异如此大,of耗散明显大于fluent。有啥办法不



  • 这胡子画的流弊啊。OpenFOAM算的那个已经不属于耗散了,感觉流体没有进去,差别太大了。好好检查openfoam的设置


  • OpenFOAM副教授

    @ustbwenwu 这两个图的colormap是一样的么?我觉得你应该做更细致的比较,光看一个速度大小看不出来什么东西。OpenFOAM里面Smagorinsky默认系数是0.168(=sqrt(Ck*sqrt(Ck/Ce)))左右,FLUENT是0.1,同样情况下OpenFOAM算出来的湍流粘度会大一点点,但不至于在定量上有很大区别。FLUENT里面有一个viscosity ratio,就是湍流粘度和分子粘度的比值,你可以拿来和OpenFOAM的比较一下看看(OF会保存nut,paraview后处理一下就可以),应该不会差太大的。

    我之前刚开始用OF做LES的时候也怀疑过这一点,OpenFOAM的默认系数是教科书上写的常用值,而FLUENT的默认系数应该是经过大量CFD测试后选取的一个值。不过我们现在用的经验是,亚格子模型本身就是提供一个耗散而已,像你这个流体喷到一个很大的空腔内,不关注壁面细节的话,亚格子模型系数的大小不应该、也一般不会太影响计算结果。



  • @cccrrryyyFluent和OpenFOAM LES计算结果的差异性 中说:

    两个图的colormap是一样的么?我觉得你应该做更细致的比较,光看一个速度大小看不出来什么东西。OpenFOAM里面Smagorinsky默认系数是0.168(=sqrt(Ck*sqrt(Ck/Ce)))左右,

    差别在两倍左右



  • @cccrrryyy colormap是一样的


  • OpenFOAM副教授

    @ustbwenwu 什么东西的差别是两倍?感觉需要做一些检查,比如质量流率守恒吗之类的。你FLUENT和OPENFOAM的动量对流项用的都是什么格式?FLUENT默认的那个bounded central differencing感觉挺好的,OPENFOAM好像没有类似的格式。



  • @cccrrryyy 湍流黏度是差不多两倍关系,of里对流项是Gauss linear ;然后我把fluent 里面的cs改成0.168后两个结果基本差不多了,结果在下图。有没有好办法把of里面的ck和ce改一下变成fluent里面呢cs0.1,ckce应该怎么取值。
    微信图片_20191127160146.jpg


  • OpenFOAM副教授

    湍流粘度差很正常的,因为用了不一样的参数。你应该主要关注的是速度和压力场等等,只要速度和压力是对的,那结果就是正确的,不用太纠结于湍流粘度的具体大小。湍流粘度就是提供一个比分子粘度大的耗散,耗散大一点或者小一点也就能影响一下局部,绝大部分情况下不应该影响宏观的东西。我看你之前贴出来的是速度图,差别很大,不像是改一个参数就能解决的问题。如果一个模型的参数稍微调整一下就能引起结果(速度、压力)很大差别那说明这个模型本身并不太好,或者说不适用于你这个算例。可能的话建议换一个模型试试看。

    OpenFOAM里面如果要改Cs的话尽量改Ck,保留Ce不变,我看到的大部分文章都是这个改法。关系式我前面列过了,参数就是在turbulenceProperties里面指定的。



  • @cccrrryyy 谢谢你的回复,我把of里面ck改成0.047,算出来cs是0.1然后结果跟fluent的0.1结果也是差不多的,这个参数影响这么大,难道是我设置有问题吗


  • OpenFOAM副教授

    @ustbwenwu 一般不应该影响很大,毕竟SGS模型提供的就是耗散,按道理讲耗散大一点小一点不会太影响计算结果。当然,有可能对你的算例就是有这么大的影响,这是需要考虑的第一个方面。这个算例本身有实验吗,有的话建议多参考实验。

    第二个点很有可能就是你的网格。对LES来说,网格尺度(对大部分CFD软件就是滤波尺度了)以下是模化,以上是解出来的。按照Pope提到过的准则,解出来的部分湍动能占到80%以上,而模化的在20%以下。如果模化的部分因为修改了参数导致应该解出来的80%的东西都很不一样了,那说明要么这个模化不好(模型本身不好),要么模化你用的不对(比如网格太大了之类的)。

    第三点,一个小建议。FLUENT的dynamic Smagorinsky你计算资源够的话可以考虑试试看,然后看一下它给你算出来的Cs是多少,可以作为参考。



  • 多亏 @cccrrryyy 大佬的讨论
    这是一个非常完美的验证数据。对比下OpenFOAM和Fluent的plot,可以直接放在文章里


  • OpenFOAM讲师

    老哥这是计算连铸结晶器湍流么?



  • @史浩 对,同行吗



  • @东岳 大佬的idea不错,发文章挂你二作


  • OpenFOAM副教授

    @东岳 东岳老师高抬了- -我做OpenFOAM才做了不到两年,你才是大佬啊


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