LES模拟求助
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如题,我正在算一个自由射流,LES模型采用的Smagorinsky,同时计算了RANS,几何模型就是一个三维圆柱。LES的计算结果显示,在过渡区,射流轴向中心线的密度值总是比实验值高,如下图所示。麻烦各位大佬,可以帮忙分析一下可能的原因吗?
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这是什么流动密度从450变到100,液体?
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@李东岳 李老师,是液氮。
另外,我看另外一个相关帖子中解释说:有效热扩散率alphaEff=alphat+alpha,其中alphat=nut/prt,这里面的nut在RANS中是湍流粘度,可是在LES中是亚格子粘度,会非常小,这就会导致大涡模拟计算alphat非常小。我看了一下自己的RANS和LES中的热扩散率,RANS的alphat的确比LES的alphaSgs高了几个量级,而且跟网格密度也有关。这个问题应该怎么解决呢?难道LES模拟都会遇到这个问题吗? -
@strive_dut LES相比RANS的nut、alphat都要小,普适性来讲是这样的
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@李东岳 李老师,那造成我的LES跟实验数据差别的问题应该不是它的原因。求个大佬能给分析一下问题所在
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你那个是LES瞬态某个时间步的结果么
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@李东岳 李老师,LES结果是我取的时间平均,不过取的间隔时间比较少,曲线有些震荡。您清楚可能哪个环节出问题了吗
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这个密度差异看起来差了不少。LES每个时间步都收敛了么
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@李东岳 我设置的残差是1e-6,没太关注每个时间步是否收敛呢,李老师,需要把PIMPLE外循环次数增多吗?
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之前论坛里面有个人残差设置的比较松,结果不好。这个帖子我一直在找,一直没找到。也是个瞬态的自由射流。他还发了云图。你设置1e-8 -9试试。不过这个我也不太确定。按道理来说不应该差太多。你跑PISO就行。库朗数小于1
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@李东岳 谢谢李老师,我把残差设置的小一些试试。
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@strive_dut 可以分享下结果吗?调残差管用吗?
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@strive_dut 两个点需要关注下,一是网格是否足够小,二是入口的条件是否给的合适。我之前也用OpenFOAM做过LES,有点难搞,不知道你这个结果怎么样了,可以分享下么?
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对哦,,这个结果后来怎么样了
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东岳老师,各位同行,我近期也一直在修改参数重新计算,我抽空整理一下,放到论坛,还望各位大佬多指点。
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直觉感觉这个算例还是挺有意思的。
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最近做了一些算例测试,更新一下结果,欢迎各位提出宝贵意见!
入口脉动通过InflowGenerator产生,主要修改了入口的湍流强度和湍流普朗特数。有关残差问题,我尝试缩小至1e-9,结果并没有变化。
另外,图中的红色曲线是两篇不同文献的结果,同样使用Smag模型,看起来差距很大。这里附上参考文献2的一些模拟结果,感觉是Smagorinsky模型不太合适呢。
240万网格模拟结果:
330万网格模拟结果:
参考文献2的模拟结果(SM:Smagorinsky;WL:Wale;VR:Verman;SMD:Dynamic Smagorinsky):
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@strive_dut 你这个就是射流,然后物性剧烈变化么?有传热的过程么?看330万网格的结果,好像湍流强度影响很大,蓝色那条线其实和实验对的还可以呀。话说湍流强度在inflowGenerator里面怎么体现的,我记得它只能给雷诺应力的6个分量吧。
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没想到这个跟湍流强度的关联这么大。这是什么工况,为什么跟进口湍流强度关联这么大。
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@cccrrryyy 您好!我算的是可压缩射流,物性变化比较剧烈,具有高密度梯度。射流与环境存在传热过程。
蓝色的线,射流的液核长度比较短,跟实验差别比较大,其他区域还算理想。我正在测试一个Prt=1.0的Case,看看结果。
您说的对!是给的雷诺应力,雷诺应力计算的时候是(UI)^2,这个I应该指的湍流强度吧? -
@李东岳 李老师,这个是超临界压力下的射流,工质是氮气。具体工况如下:
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@strive_dut 我之前用火焰面模型做过射流火焰的模拟,说白了就是构造标量,对应不同的密度、粘度、温度等等,实际求解的是这些标量的输运方程。感觉和你这个可能很相似,不过你涉及到传热了,那湍流普朗特数确实也是个影响点。
我的模拟一开始也是射流太长,速度衰减很慢,尝试调整很多参数都用处不大,包括湍流强度。后来是调整了inflowGenerator的特征长度才有效果,那个长度当时是给到了喷口管径的40%还是多少。算很大的数值了,因为一般按照RANS的经验会给5%左右的管径吧。
说实话这个过程有点难顶,让我对inflowGenerator都产生了一些怀疑。你有试过什么别的入口方式么?
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@cccrrryyy 您说的这个方法我在文献也看过,不过跟我这个方法完全不同,就没太关注。
我也按照您的方式调整一下特征长度,看看效果怎么样。特征长度我现在给的是管径的10%。您调整后与实验对的怎么样?
我试了of自带的turbulentInlet,效果不好,别的我也没再找过。我看我这个方向的文献大多基于inflowGenerator。我现在觉得问题有两个:一个是湍流强度,就是雷诺应力影响比较大;再一个就是LES模型,我想试试动态Smagorinsky呢,无奈没找到extend版本的,也没再做修改。 -
@strive_dut 我这边文献里面倒是很少提到用inflowGenerator,所以当时一直不太明确这个入口条件到底如何。按你说的,这个东西用的人很多,那我就放心了
调整特征长度后,和结果对的相当不错了,与之前相比有很大的提升。
亚格子模型这块,我感觉其实可能影响没有那么大,因为当时我看到同一个算例,用Smagorinsky,dynamic Smagorinsky或者WALE的都有,甚至k方程的也有,都差不多。 -
@cccrrryyy 感谢感谢!给我指了一个好的修改方向!我做过RANS模型的对比,确实影响不大,但我看文献里有的是Smagorinsky算的很好,比如文献1,有的就是算的误差比较大,比如文献2,一头雾水
还是得自己测试呀!