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    Fluent 模拟 plane free jet

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    k-epsilon fluent jet
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    • zousiyu
      zousiyu 最后由 编辑

      大家好!我用标准的 k-epsilon 模型模拟了一个 plane free jet 的案例,Re=3000

      结果的速度场看起来很不错。
      a6e59f08-0fd4-47fb-b2f9-cc0563605265-image.png

      但是,中心线的湍流强度分布和湍动能却非常离谱。比如,实验的湍流强度是先上升,然后下降并趋于一个渐近值。
      0c1803fc-b78a-4389-a5a7-e13c49edb17d-image.png

      k-epsilon 模型所得的湍流强度的趋势也是先上升后下降,但大小就很离谱了。
      77ac1252-b4be-49f1-9e52-7db5f9de2400-image.png

      我用的边界条件如下:
      进口:速度入口,按下式指定湍动能 k 和耗散率 epsilon。
      e6b06baf-f294-4dcc-bdd3-ef55fd3e8678-image.png
      394f9e2f-6487-4263-ae21-666300aaa64b-image.png

      侧边和右侧出口指定为压力出口。喷嘴两侧的边界为无滑移壁。

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      • 李东岳
        李东岳 管理员 最后由 编辑

        不太清楚Fluent那面如何处理的,但感觉你湍流强度好像画的不对。竟然达到100%。

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        • zousiyu
          zousiyu @李东岳 最后由 编辑

          @东岳 经您这么一提醒,我搜了一下 fluent 里面是如何计算湍流强度的。原来用到了 参考速度。感谢,问题大概是已经解决了。
          https://www.cfd-online.com/Forums/fluent/37012-turbulence-intensity.html

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          • 李东岳
            李东岳 管理员 最后由 编辑

            结果怎样,我想用openfoam算一下作为一个基础算例

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            • zousiyu
              zousiyu @李东岳 最后由 李东岳 编辑

              @东岳 速度的结果很不错,能和实验对上。湍流强度呢,我用湍动能来计算的,结果偏小。
              I 是湍流强度,k 是湍动能。参考速度选的入口速度,v,w为0,所以下式被我简化成了 $\sqrt{2k/3}/u_in$,不知道是否正确。

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              1 条回复 最后回复 回复 引用
              • 李东岳
                李东岳 管理员 最后由 编辑

                你的值看起来低估了。使用当地网格点的速度应该可以把黑线提上去,你试试$I=\sqrt{2k/3}/|\bfU_{cell}|$?

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                • zousiyu
                  zousiyu @李东岳 最后由 编辑

                  @东岳 用局部速度作为参考速度,结果大概是这样。
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                  1 条回复 最后回复 回复 引用
                  • 李东岳
                    李东岳 管理员 最后由 编辑

                    倒是可以解释,因为速度进来之后也呈现衰减的分布,所有呈现了直线。如果采用固定速度,则这种衰减可以体现出来。但绝对值较低。

                    你有没有试试k-Omega?或者调整下网格?离散格式?

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                    • zousiyu
                      zousiyu @李东岳 最后由 编辑

                      @东岳 k-omega 如下图所示。我测试过网格的影响,对湍动能和速度分布的影响很小,离散方法应该只影响计算精度,不会改变趋势吧。还有待测试。感谢李老师。
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                      • 李东岳
                        李东岳 管理员 最后由 编辑

                        离散格式会影响耗散性。高阶精度的值会更尖锐。

                        从下面这个图来看,前面突出的部分存在于小Re。小Re更倾向于使用低雷诺数湍流模型。你要不要算算Re=16500看看结果怎么样。如果符合的话,说明问题出现于湍流模型。

                        替代文字

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                        • zousiyu
                          zousiyu @李东岳 最后由 编辑

                          @东岳 我用 1 阶精度算湍流变量。发现 Re=3000 时匹配挺好的,Re=16500 不太好,前端还是有个突起。我也不是太懂,有待进一步研究了。

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