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关于使用v2206版本计算Uprime2mean 和urms有一个很奇怪的问题

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    SSSSK
    写于2024年10月14日 14:20 最后由 编辑
    #1

    用openfoam计算完全发展channel时,以前都是跑到100s左右开始统计,发现urms会从一个非常小的值开始增加,最后统计大概200s后区域一个定值变化很小。最近发现20s左右就已经发展完全了,就从20s开始统计,这个时候发现即使只统计5s,得到的urms也远大于从100开始统计到200的值。这个是为什么?感觉很奇怪

    1 条回复 最后回复
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    学流体的小明 神
    写于2024年10月14日 15:14 最后由 编辑
    #2

    我也一直纠结这玩意儿。


    如果你算channel的时候用的是meanVelocityForce,那么程序会根据UMean来调整压力梯度。当你在20s开始统计的时候,最初的几个时间步UMean波动会很大,连带的添加的这个压力梯度也会很大幅度地变化,流场还需要很久才能平稳。

    momentumSource
    {
        type            meanVelocityForce;
        active          yes;
     
        meanVelocityForceCoeffs
        {
            selectionMode   all;
     
            fields          (U);
            Ubar            (1.0363 0 0);
            relaxation      1.0;
        }
    }
    

    就算不用meanVelocityForce,用的是vectorSemiImplicitSource。在重启FieldAverage的时候,最初的一段时间UMean还是波动很大的,UPrime2Mean也需要一段时间才能平稳。

    最根本的原因还是FieldAverage它每一步计算平均值,都是将当前时间步的U和上一个时间步存下来的UMean进行计算,只有算一段时间后,才能平稳。

    下面是我用的v2012版本的FieldAverage介绍,虽然这里是几个数的平均值,但实际上计算的时候也会将时间、时间步长考虑在内。但要知道的就是这个平均值每一个时间步都是新算出来的,平方均值也是每一个时间步新算出来的。
    a9280451-edc5-4a56-bf3f-cacde93c60ce-image.png


    你20s发展完全,使用FieldAverage统计可能还得往后面算。或者自己以一定时间间隔保存全场数据然后进行后处理。

    S 1 条回复 最后回复 2024年10月15日 02:23
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    SSSSK
    在 2024年10月15日 02:23 中回复了 学流体的小明 最后由 编辑
    #3

    @学流体的小明 我感觉是不是从100s开始统计的时候,其实是把前面的时间步也考虑了,在平均下来就会很小。从20s统计的时候,前面没统计的时间步数比100s开始的要少得多,所以urms的值能更快的趋于定值。另外统计的时候我不是重新算的,是直接设置的starttime 20;应该没有你说的那种波动吧。

    学 1 条回复 最后回复 2024年10月15日 02:52
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    学流体的小明 神
    在 2024年10月15日 02:52 中回复了 SSSSK 最后由 编辑
    #4

    @SSSSK
    restartTime 20;
    和
    startTime 20;
    在20s之后输出的UMean,是一样的。
    湍流是否完全发展,还可以看摩擦雷诺数的时间历程;10、20、30……这样不同时刻的速度剖面。得综合判断。

    我感觉是不是从100s开始统计的时候,其实是把前面的时间步也考虑了,在平均下来就会很小

    100s开始统计不会考虑前面时间步的。你想如果它能一瞬间把前面100s的数据都考虑进去的话,那就是前面100s内每个时间步的全流场数据都存着,没那么大的内存或者硬盘容量的。

    研究一下源代码吧。有个大佬的笔记讲得挺好↓
    https://xiaopingqiu.github.io/2015/04/12/fieldAverage/

    S 2 条回复 最后回复 2024年10月15日 03:53
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    SSSSK
    在 2024年10月15日 03:53 中回复了 学流体的小明 最后由 编辑
    #5

    @学流体的小明 uMEAN区别是不大,主要的区别再Uprime2mean

    1 条回复 最后回复
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    SSSSK
    在 2024年10月15日 04:48 中回复了 学流体的小明 最后由 编辑
    #6

    @学流体的小明 20s以后Umean统计的Umean和100s统计的都是一样的,只有urms不一样而且差很大

    1 条回复 最后回复
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    学流体的小明 神
    写于2024年10月15日 08:37 最后由 编辑
    #7

    你画一下
    20s开始统计,t=21、22……30s 的UPrime2Mean;
    和
    100s开始统计,t=101、102……110s 的UPrime2Mean。

    S 1 条回复 最后回复 2024年10月15日 12:34
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    SSSSK
    在 2024年10月15日 12:34 中回复了 学流体的小明 最后由 编辑
    #8

    @学流体的小明 1.jpg 2.jpg 线比较多,分成了两张图。第一个数字代表起始时刻,第二个代表结束时刻。20s开始采集的在25s时仅采集了5s就远大于150s开始采集的值,并且采集到80和120的值基本不再变化了。而从150s开始采集的,会从一个特别小的值开始,也是逐渐增大,但即使采集了100s也不如另一个采集到25s时的值

    学 1 条回复 最后回复 2024年10月16日 02:05
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    学流体的小明 神
    在 2024年10月16日 02:05 中回复了 SSSSK 最后由 编辑
    #9

    @SSSSK 这两个图横纵坐标分别是什么?看起来确实是从20s开始统计的话收敛很快,150s开始统计收敛就好慢了,而且150-250峰值也没到2.5以上。有参考的DNS数据吗?和DNS比较一下。
    你是用的哪一种驱动槽道的方式?是meanVelocityForce的话,就把pressureGradient随时间变化的图像贴一下。

    1 条回复 最后回复
2024年10月14日 14:20

3/9

2024年10月15日 02:23

未读 6
2024年10月16日 02:05
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