【求助】二维管内湍流模拟

hmwang

条件：外力驱动，左右进出口周期边界，上下为壁面（half-way 处理）
流场初始速度为0
在层流情况下，结果能与理论界吻合
湍流情况下（通过增大外力来提高流速），流场内部边界层厚度有变小，但是流线没有出现波动，仍然是很稳定的流动，计算也是收敛的；用计算出来的速度来算雷诺数的话已经很大了，应该是湍流范围内的。
网格划分是根据一篇文献来的，网格应该够细，差别在于原文献是三维情况，我做的是二维的，其他条件都相同
请教一下没出现波动是什么原因？

flowinflow

原帖由 hmwang 于 2012-5-17 20:43 发表

                               
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条件：外力驱动，左右进出口周期边界，上下为壁面（half-way 处理）
流场初始速度为0
在层流情况下，结果能与理论界吻合
湍流情况下（通过增大外力来提高流速），流场内部边界层厚度有变小，但是流线没有出现波动 ...

能不能描述一下你的solver？
steady solver?
accuracy?
mesh type?
mesh spacing?
Re?

hmwang

原帖由 flowinflow 于 2012-5-17 23:43 发表

                               
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能不能描述一下你的solver？
steady solver?
accuracy?
mesh type?
mesh spacing?
Re?

结果是稳态的，精度在1e-4左右，最终也是接近抛物线分布
网格是均匀网格，近壁面第一层网格宽度=2*y+，其余网格宽度=4*y+
雷诺数原文献给出的是基于摩擦速度的雷诺数Re(tau)=u(tau)*H/vis=180,文中应该是用于计算驱动力：F=rho*u(tau)^2/H

flowinflow

原帖由 hmwang 于 2012-5-18 08:07 发表

                               
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结果是稳态的，精度在1e-4左右，最终也是接近抛物线分布
网格是均匀网格，近壁面第一层网格宽度=2*y+，其余网格宽度=4*y+
雷诺数原文献给出的是基于摩擦速度的雷诺数Re(tau)=u(tau)*H/vis=180,文中应该是用于计算 ...

恩，其实我是最想问你的求解器是怎样时间推进的。
如果有各种加速手段的稳态流求接器，那时间步长
就是物理上不准确的，比如r-k, local-time-stepping,
multigrid, 以及各种preconditioning. 那你物理上的
非定常流可能会被收敛到定常流。如果流体是非常
得非定常，那结果可能是你的steady solver给出的
收敛曲线是最后lco 震荡。

如果你的solver确实是时间上精确推进的，那以上
分析可以忽略。

第二个原因是网格的大小。我不清楚y+＝2是不是够
小了，主要的准则是如果非定常的部分尺度小于你的
网格距离，自然是不会显示在结果中的。建议参考一下
stanford湍流实验室的dns算例，看看他们dns用的网格
和你什么差别。

第三，你的问题一点不奇怪，比如下面这个例子，和你
差不多的问题，他们也是 能收敛到定常解的,re=1e+6.
http://turbmodels.larc.nasa.gov/flatplate_sa.html
他们的y+取0.1。

如果你一定要算出那个非定常的结果，我有一些通用的
建议，可以讨论。如果只是好奇为什么没算出来，那以
上基本解释清楚了。

flowinflow

原帖由 flowinflow 于 2012-5-19 17:34 发表

                               
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恩，其实我是最想问你的求解器是怎样时间推进的。
如果有各种加速手段的稳态流求接器，那时间步长
就是物理上不准确的，比如r-k, local-time-stepping,
multigrid, 以及各种preconditioning. 那你物理上的
...

另外追加两点：
1)  2／3维结果可能会差很多，建议extrude到3维试一下。
2)  刚刚意识到这是lbm论坛，所以我不知道我的fvm经验有多大适用性。

phoenixchen

入口边界条件？