openfoam SA模型计算空翼出现Cl和Cd算不准的问题？

yhdthu

用SA湍流模型计算的空翼，算是很常规的问题了，但是结果总是不对，请大家指教一下。

NACA0015，攻角5度，速度17m／s，不可压缩流动，simpleFoam求解器。

远场边界条件

网格改了很多次，y＋有低于1的，30以上的

但是最后我计算的Cl＝0.57（实验值0.5438），Cd＝0.4（实验值0.0141）

目前我认为的是调试湍流边界条件，nut和nuTilda，但是收敛很差，如果nut或者nuTilda给的值太低就会发散，震荡等等。

我调试的依据是

如果取比较低的湍流度，无限远 nut约等于nuTilda

我用nut＝0.01～0.2的值都是不行的，要么震荡要么发散

队长别开枪

对流项div(rhoPhi, U)和div(phi, nuTilda)使用高阶格式；
网格，做一下网格尺寸无关性实验。

yhdthu

你好，我换了很多套网格，结果都出奇的一致，跟实验对不上，至于scheme也换成了其他格式试过了，也不行

lv1995

@yhdthu 您好，请问这个问题您解决了么，还有nut和nuTilda是怎么计算的呢

程迪

@yhdthu

你无量纲化对不？可以找别的软件算算试试，会不会是SA算这种就不容易对。

速度没有意义，得看Reynolds数。

Cl和Cd有个参考长度，你取对了没？

simpleFoam传说中因为Rhie-Chow插值问题导致收敛结果不是和松弛因子有关系么？你把relaxation关了试试？

xpqiu

@yhdthu 在 openfoam SA模型计算空翼出现Cl和Cd算不准的问题？中说：

y＋有低于1的，30以上的

这样不行，机翼表面 y+至少要小于5。
不知道你网格质量如何，震荡多半是网格质量不好引起的。还有，nut 的边界条件你用的什么？

mini_foil

版主，请问您y+小于1的例子算好了么，我现在要计算一个算例 Re=6000000, 很多套网格，y+分布0.03到3，但是现在完全算不出来。用同样的边界条件和y+试了圆柱绕流，没有问题。但是机翼总是跑不了，不知道为什么。我是用point wise画的网格，在point wise里检测网格正交没问题，但是在openFoam里面检测总有50几个面非正交。不知道为什么？ @yhdthu @xpqiu @lv1995

流卜

请问，你边界上的nut和nuTila取得多少，这个怎么算的

dzw05

升力算的还算准确，阻力差的比较多。这个算例的雷诺数也在湍流范围，应该算是最好算的算例了。
可能的解决办法：（1）确定和实验的条件是否一致（雷诺数、攻角等）；（2）高精度的对流项格式；（3）网格无关性验证，这个包好比较多的方面。一是壁面yplus，二是机翼前后缘网格加密，尤其是前缘；（4）换湍流模型。一般来说SA算的粘性系数会偏大，可以试试SST。

ycx1042341217

@程迪老师您好，想请问一下您说的二维翼型的参考长度和面积怎么取值呢？我在算的时候参考长度取的是弦长，参考面积取的是翼型的截面积，但是Cl和Cd都差很多。

TINGHAIK

我之前也用SA模型计算过NACA0012的水动力特性，也是Cl还好，Cd偏差很大。考虑网格Y+<5，网格无关性验证很重要，
另外nut和nuTilda湍流模型的参数设置可以参考https://turbmodels.larc.nasa.gov/spalart.html，
NASA website 上面有很多湍流模型对比的案例，有很多人使用OpenFOAM中自带的SA以及根据NASA website修改过的SA，最后的计算结果与实验能吻合很好。

TINGHAIK

@ycx1042341217 冒昧的抢答一下，对于二维的翼型计算Cl和Cd选取的参考长度和参考面积，很多文献中都是取弦长；不过也有选取流向投影面积为参考面积的；

dyb

请问老师，在openfoam中如何监测升阻力

TINGHAIK

@dyb 你可以参考自带的案例——airfoil2D，里面有升阻力系数监测的方法。