非惯性坐标系下的计算，旋转机械的关注点

OpenFOAM

[苏博士前面说了一下“非惯性旋转坐标系”，的却由于旋转机械，比如发动机，压缩机，水轮机水泵等等这些机械往往都和咱流体有关，因此和CFD有着千丝万缕的联系。还迸发出很多专业的软件，比如numeca(numeca的班主，你可以冒出来拍砖了)，CFX-TASCflow （现在是ANSYS CFX里的一个模块），还有fluent也带有这个模块，似乎很多软件都有专门的旋转机械模块，当然如果你在山姆大叔那有个户口本的话，你还可以下载到一些专门做旋转机械CFD 的免费软件。OpenFOAM里必然也少不了这一块。
要使用对应的solver并不难，但是大家有必要在算之前，了解基本的知识，以避免garbage in,garbage out(说到这个话题，我觉得土推荐朋友们阅读一下，上海大学力学所戴世强教授的博文，林家翘先生提醒青年学者：千万不要Garbage in, garbage out)。
我们需要了解一下非惯性坐标系下的基本方程，当然最好能看看推导过程，参见非惯性坐标系下的N-S方程。这一段希望大家不要跳过，还是仔细看的为好。由此建立了旋转坐标系下的基本方程组，其中包括两个方程组（5 summary中第２和第３个方程组。），一个是旋转坐标系下的相对速度的N-S方程（第２个），一个是绝对速度的N-S 方程（第３个）。其中相对速度的方程组中多了科氏力项和离心力项，绝对速度的方程组中多了类似科氏力形式的一个项。这两个方程组是等价的。只是描述的方式不同而已，他们的共同点在于都比惯性系下的NS方程多了外力的源项。他们各有用处，前者仅适合一个固定旋转体系下问题的描述，也就是一次只能算一个转子。后者呢适合多个不同的问题，比如转子与定子都有的问题，但是对相对速度和绝对速度差别较大（夹角及数值）会有引入模型误差。为了不同的需要，在OpenFOAM里就有了不同的求解器，其中对应相对速度的是simpleSRFFoam ,而对应于绝对速度的是MRFSimpleFoam. 这两个求解器，通过调用相应的库（MRF和SRF），对方程添加源项, 这两个库的代码在$FOAM_SRC/finiteVolume/cfdTools/general里。至此，你应该理解这两个solver了吧。

关于使用simpleSRFFoam请关注本版苏博士的文章（非惯性旋转系统稳态求解器simpleSRFFoam的使用）
关于使用MRFSimpleFoam请看我的livespace(MRFSimpleFOAM)

[ 本帖最后由 OpenFOAM 于 2010-4-20 15:38 编辑 ]

OpenFOAM

http://www.cfd-online.com/Forums/openfoam-bugs/75071-mrfsimplefoam-wrong-boundary-conditions-rotating-walls.html

monday

友情客串，受邀拍砖。

[ 本帖最后由 monday 于 2010-9-26 12:04 编辑 ]

OpenFOAM

首先要整理一下 旋转坐标系下的可压缩的NS方程,
对定常计算 只要简单的扩展一下MRFSimpleFOAM或者simpleSRFFoam即可.
但是Ma数不能太高,好像只能perfect gases weak compressility

谢谢拍砖

numerica

关于旋转坐标系下的基本方程组，提到了“5 summary”，具体指的是什么？请版主指点一下，我是新人，谢谢了。

OpenFOAM

非惯性系那个链接里的"5 summary"

hrhktkbzyy

说的很对，最近也感到了，要想把问题解决好，基础很重要。写代码的之前，流体力学的书还是需要翻翻的。

smjl

比如转子与定子都有的问题，但是对相对速度和绝对速度差别较大（夹角及数值）会有引入模型误差
lz提到这个， 我想问下，在openfoam中，这个误差是如何解决的。 MRF,是不实际上是在转子部分采用相对坐标系计算，在静子部分采用绝对坐标系计算，然后在交界面上进行处理； 但是正如lz所说，当相对速度和绝对速度差别较大时，转子上应该如何求解，交界面上应该如和处理。
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