Navigation

    CFD中文网

    CFD中文网

    • Login
    • Search
    • 最新

    DNS出口边界条件

    OpenFOAM
    3
    17
    2841
    Loading More Posts
    • Oldest to Newest
    • Newest to Oldest
    • Most Votes
    Reply
    • Reply as topic
    Log in to reply
    This topic has been deleted. Only users with topic management privileges can see it.
    • C
      Calf.Z-DNS last edited by 李东岳

      前一段时间一直在算空气在加热圆管流动的DNS,目前算了两秒多,还在算,残差保持稳定,但数量级有点高,p跟U稍低于0.01.平均壁温还没有达到光滑分布。我对于速度出口设成 advictive 不太有把握,这个边界的原定目的是想消除反射波。另外对于DNS收敛的监测角度,有什么比较有效的判据吗?谢谢。

      最近还在国家超算上用DNS算超临界CO2的圆管对流换热,热物性变化十分剧烈。后面看看情况。

      1 Reply Last reply Reply Quote
      • 李东岳
        李东岳 管理员 last edited by

        残差保持稳定,但数量级有点高,p跟U稍低于0.01.平均壁温还没有达到光滑分布。我对于速度出口设成 advictive 不太有把握,这个边界的原定目的是想消除反射波。

        什么反射波?

        CFD高性能服务器 http://dyfluid.com/servers.html

        C 1 Reply Last reply Reply Quote
        • C
          Calf.Z-DNS @李东岳 last edited by

          @东岳 这边放上相关的描述
          图片1.png
          图片2.png

          您觉得对于加热圆管流动的DNS来说,需要这种边界条件吗?OpenFOAM自带的有advective BC。

          1 Reply Last reply Reply Quote
          • 李东岳
            李东岳 管理员 last edited by

            这个图是求解双曲波方程的,你求解的方程有44这种形式的么?

            CFD高性能服务器 http://dyfluid.com/servers.html

            C 1 Reply Last reply Reply Quote
            • C
              Calf.Z-DNS @李东岳 last edited by

              @东岳 谢谢。
              这是一篇也做超临界二氧化碳DNS的论文的部分截图

              微信截图_20191111102922.png

              里面是建议用convective boundary condition。在OpenFOAM里面有自带的advective BC,植入的方程应该就是这个。
              我用湍流模型算的时候,如果用advective BC,残差会出现大幅震荡的情况,如果用inletoutlet就不会出现;在DNS里面用advective,现在残差倒是很平稳,但不知道有没有起到效果。

              1 Reply Last reply Reply Quote
              • 李东岳
                李东岳 管理员 last edited by

                如果方程30是速度3个速度分量的传输方程的话,看起来没有粘度和压力项?

                CFD高性能服务器 http://dyfluid.com/servers.html

                C 1 Reply Last reply Reply Quote
                • C
                  Calf.Z-DNS @李东岳 last edited by

                  @东岳 不清楚诶:mianmo: 这些是控制方程
                  控制方程.png

                  1 Reply Last reply Reply Quote
                  • C
                    Calf.Z-DNS last edited by

                    @东岳 两篇:
                    Direct Numerical Simulation of Heated Turbulent Pipe Flow at Supercritical Pressure ---Xu Chu,Eckart Laurien

                    Direct numerical simulation of turbulent supercritical flows with heat transfer ---Joong Hun Bae, Jung Yul Yoo, and Haecheon Choi

                    1 Reply Last reply Reply Quote
                    • 李东岳
                      李东岳 管理员 last edited by

                      我看了第一篇文章,

                      The outlet boundary condition for the velocity is the convective boundary condition from
                      Orlanski [19], as seen in Eq. (5), where ϕ could be any scalar

                      variable or the velocity vector and Uc is the convective velocity

                      of the outflow

                      Orlanski [19] 的方法是用于描述双曲方程的,我不觉得你之前的贴图有任何一个是双曲方程。你为什么要用advective边界条件?为什么不用zeroGradient?

                      CFD高性能服务器 http://dyfluid.com/servers.html

                      C 1 Reply Last reply Reply Quote
                      • C
                        Calf.Z-DNS @李东岳 last edited by

                        @东岳 我看的DNS文章里面,都是用这个convective boundary作为速度出口,我的控制方程跟他们的一样。所以我就借鉴了。
                        另外我对比了advective跟inletoutlet两种边界对结果有何影响,对比如图示:
                        微信图片_20191124122234.jpg
                        微信图片_20191124122226.jpg
                        两张图的上面部分是inletlet,出现了很奇怪的现象。下面部分是advective,不太理解的是第一张图的下半部分,右端出口处有速度的突增,不知道怎么解释这种情况?谢谢。

                        1 Reply Last reply Reply Quote
                        • 李东岳
                          李东岳 管理员 last edited by

                          很明显N-S方程里面,并不存在标量传输,速度分量传输方程也不符合方程30。我没看到N-S系统里面有方程30的存在。在进一步讨论之前,我要看看文献里怎么讨论的这个方程。现在sci-hub挂掉了,上班时候我回复你

                          替代文字

                          CFD高性能服务器 http://dyfluid.com/servers.html

                          C 1 Reply Last reply Reply Quote
                          • C
                            Calf.Z-DNS @李东岳 last edited by

                            @东岳 好的谢谢!

                            1 Reply Last reply Reply Quote
                            • 李东岳
                              李东岳 管理员 last edited by

                              Orlanski反射边界条件用于消除双曲系统的反射波,在Orlanski原始文章中也提及他提出的无反射边界条件适用于双曲系统,但Orlanski自己也说:

                              A Sommerfeld radiation condition (2.2) is proposed for problems requiring a prescribed open boundary. The equations must be hyperbolic in nature (although the author believes that they may also be good for some elliptic and parabolic problems)

                              但是很明显DNS方程不是双曲系统,但是很多DNS模拟的文章我确实看到了都在用无反射边界条件。这我有点搞不懂了。我找了一些sci,没有一个有一个合理的解释。大部分就是表明:本文用的这个无反射边界条件,然后把Orlanski的文章引上,没解释为什么。即使一些有解释,也说用于双曲系统,blahblahblah,但是很明显DNS不是双曲系统

                              :zoule:

                              只到我发现一篇。我看起来解释是合理的

                              翻译过来(我的理解)就是:对于一般的比如RANS这种抹平湍流结构很严重的模型,扩散项主宰,方程类型偏向抛物,可以用零发现梯度。但是对于DNS这种,湍流结构很严重,对流很严重,偏向双曲,因此可以使用无反射边界条件

                              至少这个解释是合理的

                              In case of diffusion-dominant flows or flow scenarios where advection gets balanced by diffusion; a homogeneous Neumann condition in momentum serves as a reasonably accurate description of flow exiting the domain. However, applicability of this condition deteriorates with increasing Re as the regime progressively becomes advection-dominant and probability of the flow (nonphysically) reflecting inward from the boundary increases. Naturally, a need arises to establish nonreflecting exit boundary conditions for advection-dominant flows.

                              https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/10407790.2019.1580952?needAccess=true

                              https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/19942060.2016.1247296

                              对于你的文章,如果你感兴趣,你可以专门对比一下这两个边界条件对你结果的影响,主要要看plot不能看云图,然后分析下结果,估计也就是半页纸。证明边界条件对你的结果没有影响。然后附加类似上面这一段话的描述。证明为什么你对NS方程(而不是双曲欧拉方程)施加了一个无反射边界条件

                              另外,如果你能加上这句话更好:

                              @Calf-Z-DNS would like to acknowledge the small, but active, CFD community in China (CFD-China) for the fruitful discussions of numerical settings employed in this work.

                              当然这都是文献上的讨论,具体你用零发现梯度还是无反射,只能对比看你的算例哪个更使用

                              CFD高性能服务器 http://dyfluid.com/servers.html

                              C 1 Reply Last reply Reply Quote
                              • C
                                Calf.Z-DNS @李东岳 last edited by

                                @东岳 非常感谢耐心的解答和分析!颇有启发!
                                我有大致对比过advective跟inletoutlet的效果,如上面的图所示,不理解的是advective在出口处为何有个速度突增。但另一个边界条件的结果显得更为离谱,我简单plot了其壁面的速度分布,是疯狂地震荡。根据您以上的分析,advective似乎更合理。我如果有发表类似论文,乐意提及CFD-China对论文工作所做的贡献。

                                李东岳 1 Reply Last reply Reply Quote
                                • 李东岳
                                  李东岳 管理员 last edited by 李东岳

                                  我更新一个advective边界条件的解释,你看看。类似内容没看到有任何英文资料解释的这么详细,none of them is satisfactory。因此要是中文的。理论解释最好有数值验证,不过目前我没空做,谁感兴趣可以验证一下

                                  https://www.jianguoyun.com/p/DdvrhJMQ9s3ZBhjw7p4B

                                  捕获.JPG

                                  CFD高性能服务器 http://dyfluid.com/servers.html

                                  1 Reply Last reply Reply Quote
                                  • 一颗橙子
                                    一颗橙子 last edited by

                                    @Calf-Z-DNS 你好有关于对流传热的问题想要咨询下你,就是对流出口边界条件的设置问题,是只对U使用的,还是全部都用呢?

                                    七情六欲之中,食欲最为凶残。

                                    1 Reply Last reply Reply Quote
                                    • 李东岳
                                      李东岳 管理员 @Calf.Z-DNS last edited by

                                      @Calf-Z-DNS 好久没联系 你的DNS算的怎么样了

                                      CFD高性能服务器 http://dyfluid.com/servers.html

                                      1 Reply Last reply Reply Quote
                                      • First post
                                        Last post

                                      CFD中文网 | 东岳流体 | 京ICP备15017992号-2
                                      论坛登录问题反馈可联系 li.dy@dyfluid.com