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    分享：OpenFOAM不同离散格式的简单研究

    OpenFOAM
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    • 波
      波流力 最后由 李东岳 编辑

      验证只限于层流圆柱绕流
      所得结论跟一般教科书基本一致，但是能更直观看到不同离散方式的差异！

      时间离散格式对比分析

      微信图片_20200726101857.png

      结论：

      • Euler属于一阶精度，相对backward以及C-N格式精度较低
      • backward格式属于二阶精度，相对C-N格式计算速度较快，其与C-N格式结果相接近
      • 实际计算算中可以先采用Euler格式获得初始解，然后用高阶格式

      面法向梯度对比分析

      微信图片_20200726102038.png

      结论：本网格质量很好，因此修正与否结果差别不大；当网格质量较差时，记得需要修正。保险起见，都给予修正！

      对流格式对比分析

      微信图片_20200726102032.png

      结论：不要使用upwind以及limitedLinear格式作为计算的最终结果，因为精度太低

      梯度格式对比分析

      微信图片_20200726102014.png

      结论：不同的梯度离散格式得到的结果相差很小，基本在2%以内，可以忽略不计

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

        非常感谢，可以把excel上传一下不，我用论坛自带的表格给你排版一下 :huahua:

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        1 条回复 最后回复 回复 引用
        • 波
          波流力 最后由 编辑

          @东岳 已分享，欢迎加工，希望对大家有些参考价值。

          OpenFOAM不同离散格式的简单研究.zip

          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

            非常厉害的工作！

            我处理了一下，我可以把你之前发的图删掉不

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            波 1 条回复 最后回复 回复 引用
            • R
              random_ran 副教授 最后由 编辑

              感谢楼主分享,这些数据会让大家少走很多弯路.

              我有一个想法,不知楼主能否分享这个工做中 OpenFOAM 的一个算例文件?
              后来的人可以基于楼主研究,进一步研究相关问题.比如,在网格质量比较差情的况下,会有怎么样的影响.或者计算效率之类的.

              Yours in CFD,

              Ran

              波 1 条回复 最后回复 回复 引用
              • 波
                波流力 @李东岳 最后由 编辑

                @东岳 可以的，这样更加简洁，方便大家阅读！

                1 条回复 最后回复 回复 引用
                • 波
                  波流力 @random_ran 最后由 波流力 编辑

                  @random_ran 为方便大家进一步研究，这里提供了本人验算的算例，欢迎大家下载进行进一步研究。进一步研究结果欢迎在这里分享！
                  算例如下：Case——Flow around a 2D circular cylinder(Re200).zip

                  R 1 条回复 最后回复 回复 引用
                  • R
                    random_ran 副教授 @波流力 最后由 编辑

                    @波流力 非常感谢,我放在了这个仓库中,会做进一步步的研究,有值得分享的我会回来盖楼的.

                    Yours in CFD,

                    Ran

                    1 条回复 最后回复 回复 引用
                    • 红豆沙
                      红豆沙 最后由 编辑

                      我曾用过fluent算过单圆柱绕流，希望得到一个 趋近稳定解的值，然而我在确定所有条件后，通过更改网格的精度，包括y+，包裹域大小，网格增长率，都没有一个趋近解，只有越来越小的数值。

                      世界那么大，怎能不去看看

                      1 条回复 最后回复 回复 引用
                      • 波
                        波流力 最后由 编辑

                        @红豆沙 我最近在做圆柱绕流的验证工作，采用OpenFOAM进行计算，研究的雷诺数数范围200~1e5，所得结果与文献基本一致。湍流时，采用的是kw-SST模型。你所说的希望得到一个趋近稳定的解是什么意思？圆柱绕流最后的计算结果不稳定吗？

                        红豆沙 2 条回复 最后回复 回复 引用
                        • 红豆沙
                          红豆沙 @波流力 最后由 编辑

                          @波流力 我以前也做过单圆柱绕流，是Re=100还是150来着，选用的 层流模型，当时以为自己哪里做错了，所以数据也没保存，但得到的结果就是，不管我网格如何变，基本我是越来越精细，但得到的升力数值没有趋于一个稳定值，而是一直呈现 递减的现象，我所查阅的文献中，也没有一个 较为统一的值，

                          世界那么大，怎能不去看看

                          1 条回复 最后回复 回复 引用
                          • 红豆沙
                            红豆沙 @波流力 最后由 编辑

                            @波流力 我在控制其余算法等条件不变的情况下，做的网格无关性验证，通过改变，网格包裹域的增长率，大小，y+，来希望得到一个 趋于精确解的值，但是按照正常理解来说，当网格精细度达到一定程度后，求解出来的，如升力值应该趋于一个值，但我没有，而是随着网格越发的精细，没有一个稳定值的出现，相反一直在减小。

                            世界那么大，怎能不去看看

                            红豆沙 1 条回复 最后回复 回复 引用
                            • 红豆沙
                              红豆沙 @红豆沙 最后由 编辑

                              @红豆沙 但算出的不同的值，和不同的文献的能对比上，也就是说，我所查阅的文献中，对于这个值也没有一个 较为精确地值，就很奇怪，非常奇怪。

                              世界那么大，怎能不去看看

                              波 1 条回复 最后回复 回复 引用
                              • H
                                hoversoar 最后由 编辑

                                鼓掌，斯国一。非常感谢你的分享。
                                结果看来是对流格式得影响最大。
                                我之前对Re1w的圆柱绕流也是进行了很多尝试，主要是对流项的。为什么你这边要用linearUpwind作为基准呢？
                                我的网格质量由于不能做到很好，所以尝试的是limitedLinear，以及调整后面的参数。分别用了0.2，0.5和1。 但是后面的系数1的话重视安定性。0的话重视精度，如果在质量很好的网格下，0的结果应该是接近语linear的。
                                所以个人觉得并不是要避免使用limitedLinear模型，在网格质量不是太好的情况下，大家可以尝试这个系数的调整来达到精度和安定的平衡。（一点拙见）

                                波 1 条回复 最后回复 回复 引用
                                • 波
                                  波流力 @红豆沙 最后由 编辑

                                  @红豆沙 欢迎用OpenFOAM来算算，网格加密后结果一般趋于一致，cd，cl不再变化

                                  1 条回复 最后回复 回复 引用
                                  • 波
                                    波流力 @hoversoar 最后由 编辑

                                    @hoversoar 因为是二阶精度，并且所得结果与文献差别很小，故选用linearUpwind作为基准。其他网格质量可以进一步验证，这值得进一步讨论。

                                    波 1 条回复 最后回复 回复 引用
                                    • 红豆沙
                                      红豆沙 最后由 编辑

                                      嗯嗯 下来 我在你的结果上 用 OF 试试，，看看结果怎么样，，

                                      世界那么大，怎能不去看看

                                      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

                                        这是一个excellent的测试 老铁想没想过做3D LES的 我这面可以提供几百个核的计算资源随便你用 :146:

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                                        心 1 条回复 最后回复 回复 引用
                                        • 心
                                          心里的小漩涡 @李东岳 最后由 编辑

                                          @李东岳 在 分享：OpenFOAM不同离散格式的简单研究 中说：

                                          这是一个excellent的测试 老铁想没想过做3D LES的 我这面可以提供几百个核的计算资源随便你用 :146:

                                          超级期待大佬能有进一步测试，二维的测试也已经十分优秀了！

                                          1 条回复 最后回复 回复 引用
                                          • 波
                                            波流力 @波流力 最后由 编辑

                                            @波流力 上传了所有案例文件，需要的请自行下载。见桥梁水动力：

                                            https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU5NTgwODcyMg==&mid=2247483815&idx=1&sn=a0ef629459736bde6b94ebf0d31f68b1&chksm=fe6d191ac91a900cd2a2c2d45a6aafb711da8aab3f3fc7ad7b1d40969df1cc1f0f741080bc10&token=1944678271&lang=zh_CN#rd

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