LES与RANS的结果不相同
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各位大佬，之前我一直用$k-\varepsilon$ 模型，用在喷雾的模拟。
想着试试看LES，能不能解决我far field与实验结果差别很大的问题。但是发现换到LES以后，很多东西不一样了，特此求个轮子，有没有靠谱的介绍LES在OF中的设置的相关资料什么的？
如图所示，左侧是未修改其他的东西，只是将湍流模型修改为smagorinsky
右侧是$k-\varepsilon$
天差地别啊，求解惑，求资料，求个轮子。
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@星星星星晴 就是单相流？你看下nut这个场，估计差别很大
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@李东岳 早，是的，目前是单相流。
原来是这样算的，先等流场充分发展以后，然后再将parcel喷进去，2-way。
但是再0.2m以后，发现parcel的$U_r, U_{r,rms}, U_{z,rms}$ 和实验测量差别比较大。
在想换湍流模型以后，会不会有所提升。我看了大佬你的一些材料，
现在我就是瞎弄弄，然后将$C_k$从默认的0.09 现在改到0.75就得到类似下面的流场。
不知道这么改对不对，$C_k$ 就是$C_{sgs}$吧？？LES { model Smagorinsky; turbulence on; printCoeffs on; delta cubeRootVol; cubeRootVolCoeffs { deltaCoeff 1; } Ce 1.048; Ck 0.75; //C_sgs = 0.2; }
我知道LES应该是瞬时速度，和$k-\varepsilon$的结果不能这么比，但是最起码应该类似把。
另外我在论坛搜的相关的帖子，里面总提到 http://www.dyfluid.com/LES.html 这个材料，但是我发现这个资源好像已经不可用了。@星星星星晴 就是单相流？你看下nut这个场，估计差别很大
另外为什么nut是这么个东西，震惊，感觉左边LES算的不太对劲啊
第一次用LES， 以为换一下湍流模型就啥也不用改了，见笑了。
另外网格密度我也没改，换LES需要加密么？
另外filter是$\Delta$ 但是这个 $\Delta$怎么确定的是cubeRootVol吧？但是of内置有好多种方法，每种方法大概是什么样，适用于某种情况呢呢，请求一些资料看看，求个现成的轮子。
谢谢 -
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@zhouxu
我刚开始用LES，在学怎么弄
理论上是知道一些，但是用的时候特别蛋疼，很多问题 -
@zhouxu 你这个计算的是带有伴流的射流吗？
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@zhouxu 你指的是 impinging jet?
不是
就是单纯的一个简单的jet，这是个 cone nozzle -
@星星星星晴 网格不大的话，可以分享一下算例吗
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@zhouxu 不好意思，这个算例无法分享。。
请问你有没有什么教程或者有什么比较系统的介绍OF中的LES的材料么？ -
@星星星星晴 没有资料。我只是觉得没有实验数据或者理论解，无法判断哪个模型好。不过你可以算一下湍流圆射流，和理论解对比一下
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@zhouxu
谢谢 -
你的上面的边界，进口在中间，中间两边的是什么，壁面么？这种射流如果算LES的话，一般是比较混乱的，类似这样：
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@星星星星晴 LES和RANS的区别是全方位的，不要带着任何RANS里面的习惯来做LES。从最基本的开始，先跑个管内流经典算例再来做你自己的case比较好。
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@李东岳
大佬 你看这个是k-e的结果，速度场， 壁面的网格很粗，我也不考虑壁面，所以之前哪个nut的场，特别怪异我也可以理解。
我这个模拟是不考虑primary breakup那个区的，直接拿喷头下25mm测量数据，流场，parcel的
所以我完全不知道能不能达到你给的那个图的效果，而且 jet 速度也不高。。
我有一点很困惑，k-e里面，进口瞬时速度是 $u = \bar{u} + u'$
但是LES呢？我找到of内置一个turbulentInlet，还是我那个进口速度field，然后给了 fluctuationScale (0.15 0.15 0.15)。然后现在jet就变成了有点海草舞的那种扭动一点的状态。。不知道对不对。。
另外有一点，能不能通过调节Turbulence里面的 $C_e, C_k$ 然后大致让 LES的结果和KE的匹配呢？ -
@cccrrryyy 谢谢大佬的建议，所以我想这看看找找有没有介绍OF LES的现成的资料什么的，在网上找了一圈，大部分都是介绍LES是空间filter，然后RANS是时均，然后什么关于Delta的设置啊什么的，完全摸不到头脑。。还有看到很多Delta用Van什么的，不是用cubeRootVol的，
包括Smagorinsky还是KEqn啊，什么WALE什么的很少有具体解读。。我想问一下，我之前看到教材什么说LES肯定是Mesh-dependent的，而且根据理论来说，网格越小，约密集，这让解析的更多，Ko尺度嘛。 那现在的问题就来了，如何选择合适的网格尺寸？另外一点在于如果假如Particle的话，网格也不能太小，不然也会有很多其他的问题。。
这个尺度很难把握，另外直接用k-e的网格，换成LES，不考虑壁面，您觉得可以么？ -
你这个是瞬态RANS吧？fvSolution、fvScheme啥的都对么。
你可以在LES进口加扰动。如果进口周围都是墙的话，速度梯度比较大应该会发生不稳定行。
调节Ce、Ck可以，但是说不太通，现存的参数已经是前人调试过非常普适性的值，你调了之后，就不普适性了。
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@李东岳 test forbidden>?
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@李东岳 @李东岳
我这方面非常薄弱，我用的sprayFoam@李东岳 在 LES与RANS的结果不相同 中说：
你这个是瞬态RANS吧？fvSolution、fvScheme啥的都对么。
你可以在LES进口加扰动。如果进口周围都是墙的话，速度梯度比较大应该会发生不稳定行。
调节Ce、Ck可以，但是说不太通，现存的参数已经是前人调试过非常普适性的值，你调了之后，就不普适性了。
$C_k$ $C_e$ 如果我用of 默认的设置的话，就如同第一个帖子一样了，jet直接射出去了，完全和ke的结果不一样，但是无论用什么方法，都应该和实验结果差不多匹配的吧，至少ke弄得匹配了
下面是k-e的设置
/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\ ========= | \\ / F ield | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox \\ / O peration | Website: https://openfoam.org \\ / A nd | Version: 7 \\/ M anipulation | \*---------------------------------------------------------------------------*/ FoamFile { version 2.0; format ascii; class dictionary; location "system"; object fvSchemes; } // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * // ddtSchemes { default Euler; } gradSchemes { default Gauss linear; } divSchemes { default none; div(phi,U) Gauss linear; div(phid,p) Gauss linear; div(phi,K) Gauss linear; div(phi,k) Gauss linear; div(phi,epsilon) Gauss linear; div(U) Gauss linear; div(((rho*nuEff)*dev2(T(grad(U))))) Gauss linear; div(phi,Yi_h) Gauss upwind; } laplacianSchemes { default Gauss linear orthogonal; } interpolationSchemes { default linear; } snGradSchemes { default orthogonal; } // ************************************************************************* ///*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\ ========= | \\ / F ield | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox \\ / O peration | Website: https://openfoam.org \\ / A nd | Version: 7 \\/ M anipulation | \*---------------------------------------------------------------------------*/ FoamFile { version 2.0; format ascii; class dictionary; location "system"; object fvSolution; } // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * // solvers { rho { solver PCG; preconditioner DIC; tolerance 1e-06; relTol 0; } rhoFinal { $rho; tolerance 1e-06; relTol 0; } "(U|k|epsilon)" { solver GAMG; tolerance 1e-6; relTol 0; smoother GaussSeidel; nPreSweeps 0; nPostSweeps 2; cacheAgglomeration true; nCellsInCoarsestLevel 64;//sqrt(cellnumber/cores) agglomerator faceAreaPair; mergeLevels 1; minIter 1; } p { solver GAMG; tolerance 1e-6; relTol 0; smoother GaussSeidel; nPreSweeps 0; nPostSweeps 2; cacheAgglomeration true; nCellsInCoarsestLevel 64;//sqrt(cellnumber/cores) agglomerator faceAreaPair; mergeLevels 1; minIter 1; } pFinal { $p; tolerance 1e-06; relTol 0; } "(U|k|epsilon)Final" { $U; tolerance 1e-06; relTol 0; } "(h|Yi|O2|N2|H2O)" { solver PBiCGStab; preconditioner DILU; tolerance 1e-6; relTol 0; } "(h|Yi|O2|N2|H2O)Final" { $Yi; relTol 0; } } PIMPLE { nOuterCorrectors 150; nCorrectors 1; nNonOrthogonalCorrectors 0; consistent yes; outerCorrectorResidualControl { "(U|k|epsilon)" { tolerance 1e-6; relTol 0; } } residualControl { U 1e-6; p 1e-6; "(k|epsilon|omega)" 1e-6; } } relaxationFactors { fields { p 0.3; } equations { epsilon 0.9; k 0.9; U 0.7; ".*" 0.7; } } // ************************************************************************* // -
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@星星星星晴 网格尺寸理论上是有一堆公式可以估算的，但大都针对基础的案例，平板流动啊啥的，对实操没啥用。最好的方式就是找类似的文献，别人用多少你就用多少
直接用k-e的网格感觉太粗了些，壁面不壁面的看你模拟的东西了。你这个没有传热，而且兴趣区域在中间不在外面，感觉壁面可能没啥影响。
RANS改到LES，需要考虑的有边界条件（特别是入口，可能需要添加认为的扰动）、时间格式、数值格式（迎风就不太好，中心差分会好一些）、网格等等。所以比较建议先找个标准的算例试一下。
另外说一点，RANS你用的k-e，这里的k是所有的湍动能。LES里面的k是ksgs，是亚格子湍动能，不一样。Smagorinsky的话其实没有直接求解这个ksgs，直接用代数方法给出来的，但也有直接求解ksgs的（叫kEqn还是啥的，就是ksgs有一个自己的输运方程）。
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@cccrrryyy
多谢大佬的解释，上面那个视频已经是三个方向添加15%的的turbulence了，原本ke里面就是一个user define的测量速度，然后LES进口也没有k的影响，我就觉得加个turb试试看，回头做个fieldaverage然后和测量比一下就好。所以我就在纠结 $C_k C_e$ 是不是就自己瞎选选就行，反正只要符合实验结果都可以啊。我是这么理解的我没有传热，没有壁面。其实课题主要研究的是 kinematic 的方向和其他的关系不大。
时间格式，数值格式我回头查一下，因为我看了一下tut的设置，到时候跟着改改。
标准算力？cavity？pitzdaily？也和jet没关系啊，我回头在翻翻吧。我现在用的就是kEqn求的$k_{sgs}$，没用smagorinsky。现在就有个问题，不知道大佬能不能帮忙解个惑。
在kEqn里面有下面这个方程，我可不可以理解为这个东西算的是$\varepsilon_{sgs}$？因为我也需要这个$\varepsilon_{sgs}$。
长话短说，我们用的particle turbulence dispersion model是根据$k-\varepsilon$的，所以有一项是需要知道这俩值的，现在考虑到转到LES的话，简单粗暴的将$k$ 和$\varepsilon$ 转为sgs的。
道理都是一个道理，parcel见到的瞬时流场速度。 RANS的话就是全model，LES的话就是真实+sgs呗。您觉得靠谱么？template<class BasicMomentumTransportModel> tmp<volScalarField> kEqn<BasicMomentumTransportModel>::epsilon() const { return volScalarField::New ( IOobject::groupName("epsilon", this->alphaRhoPhi_.group()), this->Ce_*k()*sqrt(k())/this->delta() ); } -
@李东岳 在 LES与RANS的结果不相同 中说：
你的上面的边界，进口在中间，中间两边的是什么，壁面么？这种射流如果算LES的话，一般是比较混乱的，类似这样：
话我我才看懂大佬的问题，
进口u：turbulentinlet, p: zerogradient
出口u：inletoutlet p:totalpressure -
@李东岳 进口没有壁面，就是将一个PDA的测量面作为进口了，壁面就是外壁面 内部啥也没有
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@星星星星晴 首先，那个视频是LES么？如果是的话，那很明显你的网格太粗了。按道理来说jet出来的地方，由于速度和周边环境的速度不一致，外缘在离出口很近的地方就应该开始有涡出来。你的网格量，RANS和LES都是一样的？
其次，Ck，Ce这些系数，是可以调的，而且LES里面这些系数只要不是太离谱，可能差异不会特别大。所以重点仍然是，找个类似的文献用人家用的就行，总比完全没有依据好。
最后，你提到的sgs下的耗散率，我个人是没见过这么定义的。这一项光看ksgs的输运方程，是表征ksgs的耗散率，但能不能和RANS里面的k-e模型的e对应起来，感觉需要严格的公式推导才可以。
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@cccrrryyy 感谢您的回复。
@cccrrryyy 在 LES与RANS的结果不相同 中说：
@星星星星晴 首先，那个视频是LES么？如果是的话，那很明显你的网格太粗了。按道理来说jet出来的地方，由于速度和周边环境的速度不一致，外缘在离出口很近的地方就应该开始有涡出来。你的网格量，RANS和LES都是一样的？
是的，我没有修改网格，只修改了湍流模型，作为第一次尝试。
确实，我这个还没有涡。
我整个进口是开放的，不是东岳大佬说的有壁面的情况。
整个进口的边界条件是turbulentinlet，然后每个cell都根据实验测的结果分配了值。然后fluctuations是0.15 三个方向。其次，Ck，Ce这些系数，是可以调的，而且LES里面这些系数只要不是太离谱，可能差异不会特别大。所以重点仍然是，找个类似的文献用人家用的就行，总比完全没有依据好。
这个我得回头翻一下。
最后，你提到的sgs下的耗散率，我个人是没见过这么定义的。这一项光看ksgs的输运方程，是表征ksgs的耗散率，但能不能和RANS里面的k-e模型的e对应起来，感觉需要严格的公式推导才可以。
KE 里面的epsilon是需要解方程的。
这部分我也得回头查一下, 最起码看看OF内置的 -
@cccrrryyy 悟了
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我整个进口是开放的，不是东岳大佬说的有壁面的情况。
我认为你搞成进口+壁面会有很大区别
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@李东岳 改不了，不然就没办法和实际的东西对应的上了
大佬求下面链接的文档啊。。
http://www.dyfluid.com/LES.html -
@星星星星晴 这个需要处理下。我找时间处理下。网页换了。
你可以改一下试试，不为了符合实际，就是纯对比下玩玩
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@星星星星晴 您好，请问可以贴一下这张图所在论文的题目吗？谢谢！
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@星星星星晴 这些图能看出来啥
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@cccrrryyy 看起来大概应该弄成什么样。总要在脑子中有个大概的picture然后才有方向啊
@百善孝为先0626 Comparison of RANS and LES Turbulence Models against Constant Volume Diesel Experiments S. Som*1, P.K. Senecal2, and E. Pomraning2
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@星星星星晴 哦哦这个意思。确实是这样的，jet这种情况，喷出来5D左右甚至以内就应该能看到开始发展的涡了，不然LES就有问题。
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@cccrrryyy 非常感谢！
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@星星星星晴 感觉还是不太对，网格需要再细一些。
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@星星星星晴 在 LES与RANS的结果不相同 中说：
大佬求下面链接的文档啊。。
http://www.dyfluid.com/LES.htmlhttp://www.dyfluid.com/theory.pdf 我最近更新在这里了 你可以看下 51页
我整个进口是开放的，不是东岳大佬说的有壁面的情况。
如果你不是这个边界条件，是开放的，那存在卷吸的情况，会很不一样
