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    buoyantPimpleFoam无法发展成为湍流

    OpenFOAM
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    • vbcwl
      vbcwl 最后由 编辑

      请教一下各位前辈,我参考的channel395与hotRoom,做的环形管道的传热流动,流向为周期性边界条件,内壁面为热源,恒定热流密度,外壁面绝热,但是做出来的温度云图分布结果却成了层流,速度云图的湍流程度也较低,下面是我的一些设置:
      初始条件条件:复制channel395,并根据我的边界类型改了下面的几个边界面,但是值没有改变,具体如下文U和p的代码,剩余的几个文件也都是一样的操作;温度相关的边界条件是参考hotroom,也是复制过来。
      因为老师要求要做DNS,所以把momentumTransport里把模型改为laminar,没有添加额外参数。
      驱动力是用的meanVelocityForce,参考的槽道流,值设置的为(0.14 0 0)只有流向有值
      具体的算例设置如下:

      网格
      vertices
      (
          (0 1 0)
          (5 1 0)
          (0 0 1)
          (5 0 1)
          
          (0 2 0)
          (5 2 0)
          (0 0 2)
          (5 0 2)
          
          
          
      );
      
      blocks
      (
          hex (0 1 5 4 2 3 7 6) (20 100 30) simpleGrading (1 (10 0.1) 1)
          
      );
      
      edges
      (
      	arc 0 2 90 (1 0 0)
      	arc 1 3 90 (1 0 0)
      	arc 4 6 90 (1 0 0)
      	arc 5 7 90 (1 0 0)
      	
      );
      
      boundary
      (
          inlet  //流向,前面的入口
          {
              type            cyclic;
              neighbourPatch  outlet;
              faces           
              (
              (0 2 6 4)
              );
          }
          outlet  //流向。出口
          {
              type            cyclic;
              neighbourPatch  inlet;
              faces           
              (
              (1 3 7 5)
              );
          }
      
          outer  //管道外壁面
          {
              type            wall;
              
              faces           
              (
              (4 5 7 6)
              );
          }
          inter  //管道内壁面
          {
              type            wall;
              faces           
              (
              (0 1 3 2)
              );
          }
      
          left  //为简化运算,只算了四分之一,这是一个对称面
          {
              type            symmetryPlane;
              
              faces           
              (
              (2 3 7 6)
              );
          }
          down  //另一个对称面
          {
              type            symmetryPlane;
              faces           ((0 1 5 4));
          }
      
          
      );
      
      

      速度

      boundaryField
      {
          outer
          {
              type            noSlip;
          }
          inter
          {
              type            noSlip;
          }
              left
          {
              type            symmetryPlane;
          
          }
          down
          {
              type            symmetryPlane;
          
          }
          
          inlet
          {
          	type             cyclic;
          }
          outlet
          {
          	type             cyclic;
          }
      }
      

      压力

      boundaryField
      {
          inter
          {
              type            zeroGradient;
          }
          left
          {
              type            symmetryPlane;
          
          }
           down
          {
              type            symmetryPlane;
          
          }
          outer
          {
               type            zeroGradient;
          }
          
          inlet
          {
              type            cyclic;
          }
          
          outlet
          {
             
          	type            cyclic;
          }
      }
      

      温度

      FoamFile
      {
          format      ascii;
          class       volScalarField;
          object      T;
      }
      // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
      
      dimensions      [0 0 0 1 0 0 0];
      
      internalField   uniform 300;
      
      boundaryField
      {
          inlet
          {
              type            cyclic;
          }
      
          outlet
          {
              type            cyclic;
          }
          
          left
          {
              type            symmetryPlane;
          
          }
           down
          {
              type            symmetryPlane;
          
          }
      
          inter
          {
              type            externalWallHeatFluxTemperature;
              mode            flux;
              q               uniform  1000; //heat flux (w/m3)
              kappaMethod     fluidThermo;
              value           uniform  300;
          }
      
      /*
          inter
          {
              type    fixedGradient;
              gradient uniform 1000;  //q/k表示
              value   uniform 20;
          }
      */
          outer
          {
               type       zeroGradient;
          }
      }
      

      别的初始条件也都类似,没敢乱改,只按照我的边界类型做了相应修改
      模型

      \*---------------------------------------------------------------------------*/
      FoamFile
      {
          format      ascii;
          class       dictionary;
          location    "constant";
          object      momentumTransport;
      }
      // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
      
      
      simulationType laminar;
      
      
      **// ************************************************************************* //
      

      热物理的

      \*---------------------------------------------------------------------------*/
      FoamFile
      {
          format      ascii;
          class       dictionary;
          location    "constant";
          object      thermophysicalProperties;
      }
      // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
      
      thermoType
      {
          type            heRhoThermo;
          mixture         pureMixture;
          transport       const;
          thermo          eConst;
          equationOfState Boussinesq;  //去看用户指南185页,有什么热物理模型,我选的是小变化假设
          specie          specie;
          energy          sensibleInternalEnergy;
      }
      
      mixture
      {
          specie
          {
              molWeight       207;//铅的摩尔质量
          }
          equationOfState
          {
              rho0         11.096;//密度铅11.3437,铋9.8
              T0            300;
              beta          12e-5;//这是perfectFluid的参数https://www.openfoam.com/documentation/guides/latest/api/classFoam_1_1perfectFluid.html**
               
              
          }
          thermodynamics
          {
              Cv              159;  //定容比热熔,选的铅
              Hf              0;//不用管,只有一个specie就是0.
          }
          transport
          {
              mu              4.94e-04;  //nu*rho,这个是动力粘度,参数选择参考edge收藏夹
              Pr              0.01;
          }
      }
      
      
      

      最后附上两个速度以及温度的云图
      这是速度的,湍流不是很明显
      速度云图.png
      这个是温度温度云图.png
      几乎没有感受到湍流的作用

      LBE

      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

        想用FVM做出壁面发展出来的湍流不太容易。你可以看一下这个算例 http://dyfluid.com/icoFoam.html 这个算例是200万网格的湍流 看起来也是差强人意。我试过3000万的,也是一般般。FVM要做出谱方法那种高解析度的湍流,不太容易。如果有扰动的话最好了。不知道你这个温度会不会产生扰动。

        CFD高性能服务器 http://dyfluid.com/servers.html

        vbcwl 1 条回复 最后回复 回复 引用
        • vbcwl
          vbcwl @李东岳 最后由 编辑

          @李东岳 谢谢东岳老师,我这里温度设置是参考的hotroom,然后把壁面设置为了恒定热流密度,应该是没有扰动的。我先去学习下如何添加温度扰动,之后再来看看结果

          LBE

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