interFoam计算气泡槽道流时的压力问题
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fvSolution
/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\ | ========= | | | \\ / F ield | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox | | \\ / O peration | Version: v2012 | | \\ / A nd | Website: www.openfoam.com | | \\/ M anipulation | | \*---------------------------------------------------------------------------*/ FoamFile { version 2.0; format ascii; class dictionary; location "system"; object fvSolution; } // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * // solvers { "alpha.water.*" { nAlphaCorr 2; nAlphaSubCycles 3; cAlpha 1.0; MULESCorr yes; nLimiterIter 5; solver smoothSolver; smoother symGaussSeidel; tolerance 1e-8; relTol 0; } p_rgh { solver GAMG; tolerance 1e-07; relTol 0.01; smoother GaussSeidel; } "pcorr.*" { solver GAMG; smoother GaussSeidel; tolerance 1e-8; relTol 0; } ".*(rho|rhoFinal)" { solver diagonal; } p_rghFinal { $p_rgh; tolerance 1e-07; relTol 0; } U { solver smoothSolver; smoother GaussSeidel; tolerance 1e-08; relTol 0; nSweeps 1; } "(T|k|B|nuTilda).*" { solver PBiCGStab; preconditioner DILU; tolerance 1e-8; relTol 0; } } PIMPLE { momentumPredictor no; nOuterCorrectors 1; nCorrectors 3; nNonOrthogonalCorrectors 0; correctPhi yes; pRefPoint (0.0201 0.0101 0.0101); pRefValue 0; } // ************************************************************************* //fvScheme
/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\ | ========= | | | \\ / F ield | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox | | \\ / O peration | Version: v2012 | | \\ / A nd | Website: www.openfoam.com | | \\/ 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,alpha) Gauss vanLeer; div(phirb,alpha) Gauss linear; div(rhoPhi,U) Gauss limitedLinearV 1; div(phi,p) Gauss linearUpwind grad(p);//limitedLinear 1; div(phi,k) Gauss linear; div(((rho*nuEff)*dev2(T(grad(U))))) Gauss linear; } laplacianSchemes { default Gauss linear corrected; } interpolationSchemes { default linear; } snGradSchemes { default corrected; } // ************************************************************************* //dynamicMeshDict
/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\ | ========= | | | \\ / F ield | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox | | \\ / O peration | Version: v2012 | | \\ / A nd | Website: www.openfoam.com | | \\/ M anipulation | | \*---------------------------------------------------------------------------*/ FoamFile { version 2.0; format ascii; class dictionary; location "constant"; object dynamicMeshDict; } // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * // dynamicFvMesh dynamicRefineFvMesh; // How often to refine refineInterval 5; // Field to be refinement on field alpha.water; // Refine field inbetween lower..upper lowerRefineLevel 0.001; upperRefineLevel 0.999; // If value < unrefineLevel unrefine unrefineLevel 10; // Have slower than 2:1 refinement nBufferLayers 1; // Refine cells only up to maxRefinement levels maxRefinement 1; // Stop refinement if maxCells reached maxCells 36000000; // Flux field and corresponding velocity field. Fluxes on changed // faces get recalculated by interpolating the velocity. Use 'none' // on surfaceScalarFields that do not need to be reinterpolated. correctFluxes ( (phi none) (nHatf none) (rhoPhi none) (alphaPhi0.water none) (ghf none) (alphaPhiUn none) ); // Write the refinement level as a volScalarField dumpLevel true; // ************************************************************************* // -
@学流体的小明 我没算过多相流，按照算单向流设置压力参考点有些疑问：
- 我在模拟建筑绕流时候，用的速度入口。此时出口可以设置
fixedValue=0或者zeroGradient。设置fixedValue=0，此时压力参考点没有调用。设置zeroGradient，此时压力参考点对结果影响就很大，需要设置在建筑物位置上方一定距离且要在建筑物影响范围外，此时建筑物位置附近就不受非物理压力脉动影响。 - 对不可压缩流体流体，速度入口不满足每个瞬时的质量通量平衡，会导致流场发生非物理压力脉动。直观理解就是整个流场每个时刻输入的流量不同，时多时少，就会造成额外的人为挤压或抽空，压力脉动就大。这个时候可以对入口做个简单的质量通量修正，来抑制非物理压力脉动。参考文章：《Kim, Y., I.P. Castro and Z. Xie, Divergence-free turbulence inflow conditions for large-eddy simulations with incompressible flow solvers. Computers & Fluids, 2013. 84: p. 56-68.》
- 当速度入口满足质量通量平衡，无论出口采用
fixedValue=0或者zeroGradient，流场里都不会有压力脉动。当入口质量不平衡，采用fixedValue=0在出口边界压力恒为0，但流场中有压力脉动；采用zeroGradient，在参考点附近的压力接近与0，此处的建筑模拟结果就会合理，但流场其他地方仍然是存在压力脉动。 - 采用
mapFields,可能会出现入口质量通量不平衡，但是用的周期边界似乎不存在这个问题。 - 流场中是否有气泡完全不经过的地方？压力参考点的设置的不受气泡影响的位置处
- 尝试入口如果只加平均速度剖面，出口设置
fixedValue=0，这个时候流场肯定没有压力脉动。再同样测试下气泡槽道中的同样位置的监测点压力，看看是否也是压力脉动过大。如果是的话，那就说明气泡产生的影响不可忽略，就类似于流场中放了个建筑绕流一样，建筑周边就有大的压力波动。 - 原来的单向流槽道用
meanVelocityForce驱动，因为边界没有指定压力值，应该也调用了压力参考点作用？查看算例是指定了pRefCell 1001; pRefValue 0;。整个流场应该是压力梯度驱动流动，但查看of自带的Channel395算例结果的压力均值，好像没有明显看到沿着X向的压力梯度？
- 我在模拟建筑绕流时候，用的速度入口。此时出口可以设置
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@coolhhh 感谢你的回复和讨论。
- 关于质量通量平衡这一点，确实就像你说的，我用周期边界应该不受这个影响。
coolhhh 在 interFoam计算气泡槽道流时的压力问题 中说：
需要设置在建筑物位置上方一定距离且要在建筑物影响范围外，此时建筑物位置附近就不受非物理压力脉动影响。参考点的位置确实会极大地影响到它附近的压力和流场周围的压力，比如下面这张图片，参考点附近的
pPrime2Mean是很小的。
Fig.t=0.45s，展向中间截面，pPrime2Meancoolhhh 在 interFoam计算气泡槽道流时的压力问题 中说：
流场中是否有气泡完全不经过的地方？压力参考点的设置的不受气泡影响的位置处有的，从当前算出来的结果来看，气泡不会附着到壁面上，也很少靠近壁面，将参考点设置在壁面附近是一种选择，但这会带来另一个问题
——由于我的算例上下都是壁面，所以参考点设置在靠近壁面的地方会导致两个壁面上的结果不一致。下面图片是单相槽道流的壁面pPrime2Mean结果，参考点设置是pRefCell=0，pRefValue=0，可以看到下壁面的四个角附近的pPrime2Mean是蓝色的很小的值。由于我是要对壁面上的压力进行分析，所以发现这个问题之后，我重新算了参考点设置在计算域中心的的算例。
coolhhh 在 interFoam计算气泡槽道流时的压力问题 中说：
尝试入口如果只加平均速度剖面，出口设置fixedValue=0，这个时候流场肯定没有压力脉动。再同样测试下气泡槽道中的同样位置的监测点压力，看看是否也是压力脉动过大。如果是的话，那就说明气泡产生的影响不可忽略，就类似于流场中放了个建筑绕流一样，建筑周边就有大的压力波动。感觉气泡产生的影响确实是不可忽略的。
coolhhh 在 interFoam计算气泡槽道流时的压力问题 中说：
原来的单向流槽道用meanVelocityForce驱动，因为边界没有指定压力值，应该也调用了压力参考点作用？查看算例是指定了pRefCell 1001; pRefValue 0;。整个流场应该是压力梯度驱动流动，但查看of自带的Channel395算例结果的压力均值，好像没有明显看到沿着X向的压力梯度？我计算的单相槽道流也是基于channel395的各种设置的，是调用了压力参考点，但是单相槽道流中，每次修正的值都非常小，压力数据是可以用的。下面的图是壁面上沿流向的一条线(
y=0,z=0.01,x变化)的时间历程，pPrime=p-pMean都是直接从OpenFOAM的后处理结果处理出来的，这张图就很nice。
因为是槽道流，设置的压力梯度是和壁面剪切力平衡了的，确实不会看到沿X向的压力梯度。meanVelocityForce相当于加了源项，和重力的表现不一样。 -
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李东岳 在 interFoam计算气泡槽道流时的压力问题 中说：
为什么不同的网格点的压力是一样的？A点的值可能是100+0.1，B点的值可能是100+0.2，就是修正的量太大了，把它们本身的空间起伏都淹没了
李东岳 在 interFoam计算气泡槽道流时的压力问题 中说：
单气泡算例，p符合预期么（跟表面张力的关系）符合，多气泡算例的表面张力关系也是符合的。下面这个截面的图，
p_water = -289 Pa, p_gas = -165 Pa，虽然气泡半径0.001 m，应该是差144 Pa，但考虑到变形，算出来的结果差124 Pa也还是符合预期的。
下面这张图，中间那个红点是压力参考点，
p = 0 Pa，两侧的橘色的斑块是气泡。就可以看到在参考点之外，流场的液体的压力迅速就降低到-289 Pa了。这算是没收敛么
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@李东岳 东岳老师，最近试了很多参数，发现了点规律。
- 应该是自适应网格的问题。如果使用自适应网格而不显式地指定correctPhi，程序会自动调用correctPhi。并且自适应网格必须correctPhi，否则会导致alpha.water出问题，全场都加密。
bool correctPhi ( pimple.dict().getOrDefault("correctPhi", mesh.dynamic()) );- 不使用自适应网格，但是correctPhi yes，流场的压力结果也正常。
- 单核跑，即使是自适应网格，自动调用correctPhi，流场也计算正常。
应该是 并行 + 自适应网格 的问题？是不是要在dynamicMeshDict中进行correctFluxes操作呀？但我看Tutorial里面都没correctFluxes。
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我看到Correctphi代码里面：
while (pcorrControl.correctNonOrthogonal()) { // Solve for pcorr such that the divergence of the corrected flux // matches the divU provided (from previous iteration, time-step...) fvScalarMatrix pcorrEqn ( fvm::laplacian(rAUf, pcorr) == fvc::div(phi) - divU ); pcorrEqn.setReference(0, 0); pcorrEqn.solve(); if (pcorrControl.finalNonOrthogonalIter()) { phi -= pcorrEqn.flux(); } }第10行是硬植入的，你看看把
pcorrEqn.setReference(0, 0)改成p_rghEqn.setReference(pRefCell, getRefCellValue(p_rgh, pRefCell))是否有作用。 -
我按照您说的方法修改了代码，没有什么大的改变。虽然这行代码确实不太对。
还有就是不太明白setRefrence()这个函数template<class Type> void Foam::fvMatrix<Type>::setReference ( const label celli, const Type& value, const bool forceReference ) { if ((forceReference || psi_.needReference()) && celli >= 0) { source()[celli] += diag()[celli]*value; diag()[celli] += diag()[celli]; } }把方程中，RefCell位置的源项加上一个值，然后系数矩阵对角线上RefCell位置翻倍？
还发现一点是自适应加密的间隔可以调小，改成1。每次都运行自适应这个模块，但不是每一步都会导致网格变化，所以调小一些也没事。可能需要
nBufferLayers调大到2。
自适应加密间隔调小之后，流场也算得比较好了。自适应加密间隔再从1调整到5，压力马上就出问题了。下面图中0.09s之后就是自适应加密间隔调大的后果。
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