如何看流场中的加速度云图？

DY大世界

在controldict文件中添加了grad(U)字典了，想看加速度场的云图，这里grad(U)有8个magnitude，这是表示什么意思，想看加速度应该选择哪一个？

李东岳

@DY大世界在如何看流场中的加速度云图？中说：

想看加速度应该选择哪一个？

gradU是二阶张量，9个分量。
什么是加速度...

DY大世界

@东岳想看一下加速度云图应该怎么设置

DY大世界

@东岳感谢李老师的解答

李东岳

额，不好意思，没太看懂你的加速度是什么？加速度是怎么计算的啊？grad(U)不是加速度

史浩

@DY大世界加速度是速度对时间的导数，应该是ddt(U)。grad(U)是空间的导数，相当于速度的梯度

李东岳

@史浩谢谢谢谢，我在NS方程笔记里面还写过，自己都给忘了嗯，就是$\bfU$的物质导数

史浩

@东岳你这一提醒，我发现我上面的好像错了。这里说的加速度应该指的是物质导数，物质导数和局部导数有如下关系

我上面写的fvc::ddt(U)只是其中的局部导数。
那问题来了，在OpenFOAM中怎么求物质导数？下面的公式求物质导数看起来有点土

DUDt=fvc::ddt(U)+fvc::div(phi, U)

Yu_Tian

@史浩您好，同求如何查看电场中的电场线云图，是对电场强度Ue求梯度，grad(U),我想问下这个具体操作应该是怎么写进例子中，在哪个文件中补充的具体命令是什么？可不可以给个样板，谢谢

史浩

@Yu_Tian 你说的是电场的streamline是么？是下图这种效果么？

这个直接用电场强度矢量做流线图就可以得到，不用再求导了

Yu_Tian

@史浩对对对，是想做出这个图，但是我采用的openfoam2.1.1版本的interFoamEHD求解器，里面的文件只有这些，其中有电压Ue，没有电场强度E,所以想通过对电压求解，是不是应该求梯度

Yu_Tian

@史浩或者请教一下，这个图里的电场强度是怎么得到的？有没有例子可以分享一下

史浩

@Yu_Tian 电场强度是电势（电压）的梯度

E = fvc::grad(Ue)  // Electric field intensity
j = sigma*E        // Current density, sigma--electric conductivity

Yu_Tian

@史浩感谢回答，受到您的提示后，我采用后处理函数postProcess -func "grad(Ue)",确实得到了电场强度，但是我做了一下电场强度的矢量图，好像方向不太对，如下图所示，背景的云图是电势的分布，上面红色为正电极，下面蓝色为0电位，电场强度的方向不应该是从上指向下面吗？现在方向是不是反了？要不要加一个负号？但是postProcess -func "-grad(Ue)"这种表达又不满足形式要求，这个应该怎么做呢？谢谢

史浩

@Yu_Tian 抱歉，前面的公式少打了一个负号-，不过你已经找到这个错误了。
postProcess这个东西我还没用过，有空研究研究，你看看下面这种书写格式行不行

postProcess -func "grad(-1.0*Ue)"

当时我直接写在程序里面了，把他当成一个结果输出了

Yu_Tian

@史浩感谢回答，但是这样也不行，我也在好奇说这个postProcess函数能不能进行这种加减乘除的运算？或者正确的表达方式是什么样的？不知道您上面提到的那种方式代码是在哪里使用的呢？是不是可以采用您的方式实现呢？

闻久STU

grad(U)是除以距离，应该看ddt吧

DY大世界

@闻久STU 收到~感谢大神指点！

史浩

@Yu_Tian 在createFields.H文件中，添加变量声明

volVectorField js
(
    IOobject
    (
        "js",
        runTime.timeName(),
        mesh,
        IOobject::NO_READ,
        IOobject::AUTO_WRITE
    ),
    -sigma*fvc::grad(Ue)
);

在求解完Ue后，更新一下js

js=-sigma*fvc::grad(Ue);

我一般这样通过求解器实现的。
也可以用postProcess实现，但是需要具体看一下他的源码，这个我不是很熟悉
放一个我之前写过的一个求边界“axis”上的最大速度，这个是参考之前版本的calc方法写的，后来calc全部整合到postProcess中了，但是在OpenFOAM 6里面，按照calc的思虑一样可以用

#include "timeSelector.H"
#include "calcType.H"

void calc(const argList& args, const Time& runTime, const fvMesh& mesh)
{
    IOobject UHeader
    (
        "U",
        runTime.timeName(),
        mesh,
        IOobject::MUST_READ
    );

    if (phiHeader.headerOk())
    {
		volVectorField U(UHeader, mesh);
		forAll(U.boundaryField(), patchi)
		{
			const fvPatchVectorField & pU = U.boundaryField()[patchi];
			const fvPatch & pU_B = pU.patch();
			if(pU_B.name() == "axis")
			{
				Foam::Info<< "mag(U) max : " << max(mag(pU)).value() << Foam::endl;
				break;
			}
		}
	}
	else
	{
		Foam::Info<< "No U exists!" << Foam::endl;
	}

    Info<< "\nEnd\n" << endl;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    #include "setRootCase.H"
    #include "createTime.H"
    Foam::instantList timeDirs = Foam::timeSelector::select0(runTime, args);
    #include "createNamedMesh.H"


    forAll(timeDirs, timeI)
    {
        runTime.setTime(timeDirs[timeI], timeI);
   
        Foam::Info<< "Time = " << runTime.timeName() << Foam::endl;
   
        mesh.readUpdate();
   
        calc(args, runTime, mesh);
   
        Foam::Info<< Foam::endl;
    }
	
    Foam::Info<< "End\n" << Foam::endl;
   
    return 0;
}

Yu_Tian

@史浩好的，感谢大神我仔细研究一下

Yu_Tian

@史浩史老师，还有一个问题想请教一下，就是在做这种矢量图和流线图的时候，在我模型里有局部加密的网格，这种怎么能得到均匀分布的矢量图和流线图，需要怎么设置？

史浩

@Yu_Tian 我这个图就是局部网格加密（AMR）结果的后处理图。对于局部网格加密算例，流线图没有影响，矢量图确实会在加密网格区域比较密集。矢量图的这个问题我也没找到比较好的处理方法，如果你有比较好的方法可以分享一下

Yu_Tian

@史浩好的，感谢史老师，我看到了一个在tecplot里面进行后处理的，是在原计算域的基础上重新建了一个均匀网格，然后进行插值得到一个新的模型，然后矢量图就均匀了，但存在的一个问题就是可能会不会失真，我把链接放了上来，您评价一下。https://www.bilibili.com/video/av370688662

史浩

@Yu_Tian 感谢分享，非常棒！学习了！这个失真的问题肯定会存在，只要不影响你想讨论的结果，都是可以接受的

Yu_Tian

@史浩好的，感谢史老师，还有一个问题想请教，就是前面跟您学习了在求解器里createFields.H额外定义了一个量（电场强度E）

Info<< "Reading field E\n" << endl;
    volVectorField E
    (
        IOobject
        (
            "E",
            runTime.timeName(),
            mesh,
            IOobject::NO_READ,
            IOobject::AUTO_WRITE
        ),
        -fvc::grad(Ue)
    );

,在求解器.c文件里补充了求解梯度的方程，

E = -fvc::grad(Ue);

这样在实例中0文件里添加了一个E的初始文件，

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                 |                                                 |
| \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox           |
|  \\    /   O peration     | Version:  1.5-dev                               |
|   \\  /    A nd           | Web:      http://www.OpenFOAM.org               |
|    \\/     M anipulation  |                                                 |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version     2.0;
    format      ascii;
    class       volVectorField;
    location    "0";
    object      E;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

dimensions      [1 1 -3 0 0 -1 0]; //kg*m*s^(-3)*A^(-1)

internalField   uniform (0 0 0);

boundaryField
{
    upWall
    {
        type            zeroGradient;
    }
    downWall
    {
        type            zeroGradient;
    }
    rightWall
    {
        type            zeroGradient;
    }
    leftWall
    {
        type            symmetryPlane;
    }
    frontAndBack
    {
        type            empty;
    }
}


// ************************************************************************* //

还要不要在system中的fvSchemes和fvSolution对E做一些补充设置？比如下面这个

    div(rho*phi,U)   Gauss upwind;

E
    {
        solver          smoothSolver;
        smoother        GaussSeidel;
        tolerance       1e-08;
        relTol          0;
        nSweeps         1;
    }

史浩

@Yu_Tian 都不需要，你只需要添加Ue的相应插值格式和求解器参数即可。也不用添加一个初始场，因为一开始你设置的是NO_READ属性，程序不会读初始场

Yu_Tian

@史浩好的，感谢感谢

Yu_Tian

@史浩史老师，help，帮忙看一下呗 https://www.cfd-china.com/topic/4247/流电耦合模型中边界条件的设置?_=1604991413128