如果用DPMFoam求解稀相流会怎么样？误差大么

dzw05

@alvin @东岳贴出来的两套方程才是问题的根源所在。目前OpenFOAM中的压力梯度项并没有出现连续相的压力，而是所谓的rhoc*Du/Dt。

@alvin 不可压缩动量方程中的p，其实是p/rho，这个和可压缩方程中是不同的，simpleFoam中也是这样处理的啊。难道咱们讨论的方程不是同一个吗？至少采用DPMFoam计算液-固流动时，连续相的压力是没有问题的。

李东岳

\begin{equation}
\label{DPM} m_\dpm\frac{\rd \bfU_\dpm}{\rd t}=-\frac{m_\dpm}{\rho_\dpm}\nabla p+m_\dpm\bfg+\frac{m_\dpm}{\rho_\dpm}\frac{3}{4}\frac{C_\rD\rho_\rc}{d_\rd}\left|\bfU_\rc-\bfU_\dpm\right|\left(\bfU_\rc-\bfU_\dpm\right)+\mathrm{OtherForces}.
\end{equation}
伯努利：
\begin{equation}
\label{bnl} \nabla p=\rho_\rc\bfg
\end{equation}
代入：
\begin{equation}
\label{DPM3} m_\dpm\frac{\rd \bfU_\dpm}{\rd t}=m_\dpm\bfg\left(1-\frac{\rho_\rc}{\rho_\dpm}\right)+\frac{m_\dpm}{\rho_\dpm}\frac{3}{4}\frac{C_\rD\rho_\rc}{d_\rd}\left|\bfU_\rc-\bfU_\dpm\right|\left(\bfU_\rc-\bfU_\dpm\right)+\mathrm{OtherForces}.
\end{equation}

Alvin

@dzw05 抱歉，理解有限，“ 目前OpenFOAM中的压力梯度项并没有出现连续相的压力，而是所谓的rhoc*Du/Dt。” 这句话不是很理解.
“不可压缩动量方程中的p，其实是p/rho，这个和可压缩方程中是不同的，simpleFoam中也是这样处理的啊。”从量纲上确实是这样，查看过simpleFoam的方程，代码中没发现有p/rho这样的处理，您能从源码角度讲一下它的实现过程吗（源码位置？），希望不吝赐教？

@东岳再次谢谢老师的指导

dzw05

@alvin （1）rhoc*Du/Dt，这个是在src\lagrangian\intermediate\submodels\Kinematic \ParticleForces \PressureGradient\PressureGradientForce.T.C代码中出现的，应该对应于东岳写的第一套方程。
（2）至于压力这个，源码确实没有出现，但推导的时候就是这样出来的。simpleFoam计算输出的p也不是真正的压力，而是p/rho，你要看真实的压力的话，应该乘以连续相的密度。

Alvin

@东岳这样说来，利用现有的DPMFoam（3.0.1版本）计算气液两相流，若气泡同时考虑压力梯度力和重力（massg_(1.0 - p.rhoc()/p.rho())），可能会导致气泡浮力失效？

@dzw05 谢谢您，我再看一下。“至于压力这个，源码确实没有出现，但推导的时候就是这样出来的。simpleFoam计算输出的p也不是真正的压力，而是p/rho，你要看真实的压力的话，应该乘以连续相的密度。”
谢谢您的解答。

@东岳 @dzw05 离散相方程中的压力梯度力确实是rhocDu / Dt这种形式，和浮力（rhocg）是两个概念

李东岳

@Alvin 不知道你的问题解决没有。我在我自己写的求解器中，通过

将p方程换为p_rgh方程
将g去掉

解决了。因为轻颗粒的浮力在方程\eqref{gra}中包含了，重颗粒也如此。就像 @dzw05 说的，连续相可以认为是单向不可压缩流，类似simpleFoam。 @Alvin 你试试将DPMFoam中的phig去掉，运算看看？

Alvin

@东岳问题解决了，如您所说，去掉动量方程中的重力加速度项，案例结果就合理了。我在考虑，动力方程中的重力项的物理含义是什么，颗粒受到周围流体对它施加的浮力，反之，根据牛顿第三定律，流体也应该受到对应颗粒浮力的反作用力，方向相反，这个重力项是否就是这个反作用力，尚未查到相关文献，只是一种猜测。

李东岳

@alvin DPMFoam中还有个小bug，不知道会不会影响你的结果

http://www.cfd-china.com/topic/969/mppicinterfoam中的bug/18

Alvin

@ 东岳您方便说明一下“......我验证了双向耦合中界面交换相、相分数的耦合作用大小。在我测试的算例中，相分数的耦合作用较小......”测试过程，修改了哪些参数？相分数的耦合作用较小是通过和哪个对比的？

李东岳

多相的耦合主要在于相分数耦合$\alpha_\rd$和动量界面交互力$\bfM$的耦合。要验证相互作用的大小，要么把$\bfM$设为0计算，要么把$\alpha_\rd$设为1计算。看二者的相对重要程度。

Alvin

@东岳再次感谢您的耐心讲解，受教

yfclark

@dzw05 @东岳从大家的讨论看是不是把重力设为0之后，颗粒相控制方程中的压力梯度和重力项都变成了0，还有那个ducdt我也看了一下好像和公式（6）也对不上啊

李东岳

我写的那个公式6？openfoam里面压力梯度项和我那个不一样，用的你说的DUc/Dt

myjimp

@李东岳李老师,这样修改DPMFoam可以计算稀相的吗？

李东岳

@myjimp 可以，没问题

dxl

@alvin 请问这个重力加速度项是 phicForces里面的 rAUcf*(g & mesh.Sf()) 吗

dxl

@李东岳在如果用DPMFoam求解稀相流会怎么样？误差大么中说：

@Alvin 不知道你的问题解决没有。我在我自己写的求解器中，通过

将p方程换为p_rgh方程

将g去掉

解决了。因为轻颗粒的浮力在方程\eqref{gra}中包含了，重颗粒也如此。就像 @dzw05 说的，连续相可以认为是单向不可压缩流，类似simpleFoam。 @Alvin 你试试将DPMFoam中的phig去掉，运算看看？

这个1,2两项是二选一即可吗，phig指的是不是phicForces里面的rAUcf*（g&mesh.Sf()）

sxz0823

@Alvin 我现在也发现类似问题，如果将g改为（0 0 0），我的流场中不会出现奇怪的速度波动，否则流场会不收敛，我使用的是MPPICFoam求解器，并在其中做了一些修改

sxz0823

@Alvin 您好，您当时怎么解决这个问题的呢

lyc

@李东岳这个应该就是buoyantPimpleFoam的处理方法

CFD中文网

如果用DPMFoam求解稀相流会怎么样？误差大么