HbyA,phiHbyA,fvc::div(phiHbyA)计算错误问题
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最近做pEqn.H中的演算,输出了HbyA,phiHbyA和fvc::div(phiHbyA),通过手动计算进行验证
首先测试了一个简单的331的立方体模型,由HbyA计算phiHbyA,再进行求和并除以体积求div,计算结果和输出的结果一致,没问题。
换了个模型,吊诡的事情出现了,由HbyA计算phiHbyA没问题,但是由phiHbyA进行求和算div居然是错的?!我很奇怪难道连加法也能算错?
以下是我的一个结果,测试的cell编号是47794:
手动计算的div:-6.3169e-3
输出的div:1.90343e-6且不说正负号,cell体积的量级就是10^-8,手动求和phiHbyA的量级是10^-10,check了一下代码,也没有其它干扰了,实在想不通内部是怎么算的
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以下是我的一个结果,测试的cell编号是47794
不太清楚你怎么计算的。你要测试什么?计算$\nabla\cdot\mathbf{U}=0$?
phiHbyA进行求和算div居然是错的?
在OpenFOAM里面,方程$\nabla\cdot\mathbf{U}=0$的植入就是
fvc::div(phi)
,对应:fvc::surfaceIntegrate(phi)
,对应面加和。我对这个也感兴趣,能否提供更详细信息。
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@李东岳 前辈好,是这样,我打算测试压力泊松方程源项对计算结果的影响
fvc::div(phiHbyA) - fvm::laplacian(rAUf, p_rgh)
以上是压力方程,我想看看**源项fvc::div(phiHbyA)**的计算结果和我自己手动计算的是否一样
所以下一步我需要求phiHbyA,我看了fvc::surfaceIntegrate的源码,fvc::div(phiHbyA)的计算就是将一个cell中不同face的通量phiHbyA相加,之后除以体积mesh.V()
关于phiHbyA的计算,查看代码如下,
surfaceScalarField phiHbyA ( "phiHbyA", fvc::flux(HbyA) + fvc::interpolate(rho*rAU)*fvc::ddtCorr(U, phi) );
有两个部分组成,一个是通过volVectorField类型的HbyA中心插值到face上再与面矢量做点积,第二个修正项是通过上一时间步对本时间的修正,具体算法代码中有
目前采用的都是2D的算例,一个cell有4个neighbour,具体细节如下:
对于简单算例,几何模型如下,是一个3 * 3 * 1的一个立方体,选择4号单元进行验证,具体数据如图
由HbyA手动计算得得phiHbyA与输出的结果一致,再由phiHbyA计算fvc::div(phiHbyA)也没问题;
对于网格量比较大的复杂问题
由HbyA手动计算得得phiHbyA与输出的结果一致但是,由phiHbyA求和除以mesh.V()所得的结果,与输出的fvc::div(phiHbyA)相差了好几个量级!也就是之前列出来的结果了。
求前辈指教,我现在不懂为啥这个求和还能求错了?或者是求这个fvc::div(phiHbyA)时根本用的就不是phiHbyA求和来的?
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#include "fvCFD.H" // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * // int main(int argc, char *argv[]) { #include "setRootCase.H" #include "createTime.H" #include "createMesh.H" volVectorField U ( IOobject ( "U", runTime.timeName(), mesh, IOobject::MUST_READ, IOobject::AUTO_WRITE ), mesh ); surfaceScalarField phi ( IOobject ( "phi", runTime.timeName(), mesh, IOobject::NO_READ, IOobject::AUTO_WRITE ), fvc::interpolate(U) & mesh.Sf() ); Info << "fvc::interpolate(U) " << fvc::interpolate(U) << nl; Info << "phi is " << phi << nl; Info << "mesh surface vector is " << mesh.Sf() << nl; Info << "fvc::div(phi) is " << fvc::div(phi) << nl; return 0; }
请运行上述代码,并把U初始化为:
dimensions [0 1 -1 0 0 0 0]; internalField nonuniform List<vector> 9 ( (0 1 0) (0 2 0) (0 3 0) (0 4 0) (0 5 0) (0 6 0) (0 7 0) (0 8 0) (0 9 0) ) ; //internalField uniform (0 1 0); boundaryField { wall { type fixedValue; value uniform (0 1 0); } defaultFaces { type empty; } }
我没看出计算错误的问题。
fvc::div
就是对速度做体积分,通过加和的方式计算。 -
Yes, 我觉得这个算例非常好,因为OKSS2上来就是高斯积分计算,也算是我对你这个感兴趣的动力,我会把这个放在课上分析。
由phiHbyA求和除以mesh.V()所得的结果,与输出的fvc::div(phiHbyA)相差了好几个量级!
用上面那个简单试试,可能你那个太复杂了,小数点很多,数也不工整。客观来讲,不会出现这个现象。
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@李东岳 前辈 您说的这个算例我没异议,这个就和我的那个简单例子一样的,我目前已经掌握HbyA到fvc::div(phiHbyA)的计算方法。
但是,问题来了,我用相同的计算方法去计算我的第二个例子的某个cell,发现求和的时候出现了错误。
即,我手动计算的fvc::div(phiHbyA)为:-6.3169e-3
但是输出的结果却是1.90343e-6如果只看phiHbyA求和,其结果是10^-10量级,cell的体积是10^-7量级,两个相除就是10^-3次方量级了;
输出的fvc::div(phiHbyA)的结果居然是10^-6量级,这可是除完体积之后的值,也就是说之前的phiHbyA的求和量级是10^-13量级
前辈,这就是我想表达的意思,为什么从phiHbyA就算不到fvc::div(phiHbyA)了??
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所以就是说:你实际上已经知道手动计算的方式,但是你算的和代码结果不一样。如果可以的话,请把4号网格4个面的phiHbyA输出,我看看你是怎样 手动计算的fvc::div(phiHbyA) 的,就是说:把你计算-6.3169e-3的过程写出来。
输出的fvc::div(phiHbyA)的结果居然是10^-6量级
这个非常正常,匹配你的压力方程残差。
你可以看出来,这只不过是加减法问题,可能你手动计算存在一个非常小的bug。 -
@李东岳 前辈,我的意思是:
我计算那个方形的4号cell全都没问题,以上第一个方形网格的算例给出了我所查找的所有参数;
有问题的是,用相同的计算方法,去计算第二个算例的47794号cell,从phiHbyA到fvc::div(phiHbyA)的计算出了问题。
我明白量级什么的无所谓,最重要的是数得算的对,但是现在手动算的和程序算的根本就对不上了,而且差了n个量级,这就说不过去了:crying:
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@李东岳 前辈 具体的计算过程如下,这里只说有错误的第二个算例(cell_47794)
需要进行计算的场输出为:
HbyAVol = HbyA;
phiHbyASuf = phiHbyA;
sourcePoissionU = fvc::div(phiHbyA);根据输出的phiHbyA,4个面的值如下:
E:0.000125002
W:0.000124669
N:-1.94136e-05
S:-1.908e-05
F 和 B 为empty,0加和:E - W + N - S = 6e-10
mesh.V() = 9.49835e-8
fvc:div(phiHbyA) = (E - W + N - S) / mesh.V() = -0.0063169
但是,输出的fvc::div(phiHbyA) = 1.90343e-6
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E:0.000125002 W:0.000124669 N:-1.94136e-05 S:-1.908e-05
这个找的正确么
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@李东岳 前辈,这个百分百没问题,我是用paraview一个一个面点出来看的
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你是怎么在paraview查看face的值的?
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@李东岳 通过paraview找到cell编号,查找polymesh里面的owner和neighbor文件定位行号,打开surfacefield对应找就好啦~
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方法是对的,不过为什么错了?我也很奇怪。
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@李东岳 更奇怪的是,程序前半段计算phiHbyA都是对的,但是之后求div的时候(加法)却错了,难道加法也能算错:upset:
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@李东岳 前辈,解决了,原来是输出精度不够导致的,我的锅:lol:
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