跨音速求解器选择



  • 各位老师好,最近想用数值模拟复现1989年von Karman Institute 做的一个high pressure turbine 叶片的实验结果. 入口速度是60m/s,出口速度是344m/s。选用什么求解器合适呢?我之前做subsonic 的时候用的rhoSimpleFoam, 但是用在这个上面会浮点溢出,流场也不对,我用rhoPimpleFoam,库朗数太大算不下去,时间步给很小也会这样,因为pimple算法是simple 与 piso的结合,感觉这时间步选取也挺巧妙的,不是越小越好,也没试到那个合适的点。而rhoCentralFoam又是适用于高超音速的流动的,适于捕捉激波。所以想请教各位老师,在跨音速流动模拟这块有什么经验么?该用哪个求解器合适呢?


  • 副教授

    没算过超音速跨音速啥的,但用过很多次rhoSimpleFoam和rhoPimpleFoam了,这些都是有transonic选项的,要不试试把它打开?



  • @cccrrryyy 谢谢您的指导! 两个求解器都尝试了打开,确实能跑更多迭代步,但是还是会浮点溢出。我再想想办法,谢谢您!


  • 管理员

    如果用排除法,rhoCentralFoam肯定是不能用。那你随后剩下的就是rhoSimple/pimpleFoam求解器了。

    这个讨论很经典。openfoam求解器本源是打算处理跨音速的。从压力速度耦合求解器就可以看出来。但是在超音速之后,压力方程这面还是单独做了一个全场的switch,而不是局部的处理,导致出现了个transonic的选项。我对这个也很感兴趣,不过目前来看这种跨音速的收敛性不太好弄。现在有一些基于openfoam植入的all speed求解器,但是不知道怎么样,不是官方的。

    持续关注。

    不知道商软那面怎么搞的?


  • 副教授

    @fangyuanaza 那感觉要深挖了,这个东西我完全是外行,看看有没有专家指导:chouchou:

    你这个调用的RANS模型吧,会不会是这方面的问题?



  • @cccrrryyy 对,用RANS对应rhoSimpleFoam, URANS对应rhoPimpleFoam。用的湍流模型是kOmegaSST



  • @李东岳 是的,看了李老师的东岳流体对于这三个求解器的介绍,排除了rhoCentralFoam。看到有人用rhoCentralFoam做的高超音速的jet模拟,激波挺漂亮的。
    还有一个无关话题,最近看了一遍李老师写的无痛苦NS方程笔记,觉得写得好好啊,这种理解了复杂的内容然后用一些明白易懂的比喻写出来,比如房间跟热气球的比喻,感觉太妙了,感叹一下。


  • 副教授

    @fangyuanaza kOmega这个模型好像很难调试,试过简单点的kEpsilon这种么?还是说这类问题没人用kEpsilon



  • @cccrrryyy 谢谢你的回复!用KOmegaSST有三方面的原因。第一是我用kOmegaSST做过subsonic jet, mixing layer等的模拟,效果都不错,高超音速的jet别人也做了,结果跟NASA的比对了,都挺好的,因为这些算例的积累所以想继续用KomegaSST做。第二是我们组在做修改KomegaSST湍流模型这块,所以希望都基于这个做。第三是因为用组里编的程序,湍流模型是kOmegaSST的做过transonic turbine的模拟,结果也很好。所以我觉得不是湍流模型的问题,认为openfoam应该能模拟出来的。


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