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上次我在流体中文网OpenFOAM社区做了个OpenFOAM国内使用情况的调查,本来是将国内OpenFOAM的使用现状给hrv介绍一下,发现有用OpenFOAM搞聚合物或者塑料模拟的,因此,本文将OpenFOAM中非牛顿流体求解器nonNewtonianIcoFoam的使用进行一下说明。应当注意,包含湍流模型(RAS或者LES)的求解器都可直接适应于非牛顿流体,但是层流求解器icoFoam不行,因为在该求解器中没有对流体的粘性进行求解,粘性在该求解器中只是一个标量,而非非牛顿流体所需要的场。然而该求解器仍然可以运用牛顿流体的求解,尽管名字说是针对非牛顿流体的。
(1)位置
求解器位置:applications\solvers\incompressible\nonNewtonianIcoFoam
算例位置:tutorials\nonNewtonianIcoFoam\offsetCylinder
(2)文件夹结构
|-0
| |-p //压力文件
| |-U //速度文件
|-constant
| |-transportProperties //传输属性文件
| |-PolyMesh
| |-blockMeshDict //生成网格参数文件
| |-boundary //物理边界定义,生成网格文件时,该文件会被覆盖,可有可无
|-system
|-fvSchemes //离散格式选择文件
|-fvSolution //代数方程组求解文件
|-controlDict //流程控制文件
(3)文件说明
上面所有的文件和icoFoam下的cavity近似,请参看本站博文“深入解析icoFoam下的顶盖驱动流(cavity)”。本文只对constant文件夹下的transportProperties进行说明。
“transportProperties”:
//文件头
FoamFile
{
version 2.0;
format ascii;
class dictionary;
object transportProperties;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
/传输模型,也就是粘性模型,如果是非牛顿流体请选择非牛顿流体模型,如果是牛顿流体直接写成: transportModel Newtonian;即可
transportModel CrossPowerLaw;
//如果运用是牛顿流体的话,采用如下的粘性系数
nu nu [0 2 -1 0 0 0 0] 1;
//下面是支持的粘性模型。去掉后面的Coeffs之后加到transportModel后面。
CrossPowerLawCoeffs
{
nu0 nu0 [0 2 -1 0 0 0 0] 0.01;
nuInf nuInf [0 2 -1 0 0 0 0] 10;
m m [0 0 1 0 0 0 0] 0.4;
n n [0 0 0 0 0 0 0] 3;
}
BirdCarreauCoeffs
{
nu0 nu0 [0 2 -1 0 0 0 0] 1e-06;
nuInf nuInf [0 2 -1 0 0 0 0] 1e-06;
k k [0 0 1 0 0 0 0] 0;
n n [0 0 0 0 0 0 0] 1;
}
事实上OpenFOAM中还有两个粘性模型:HerschelBulkley粘性模型和PowerLaw粘性模型可用,可惜的是,在本算例中并没有将这两种模型给出。
HerschelBulkleyCoeffs
{
tao0 tao0 [0 2 -1 0 0 0 0] 1e-06;
nu0 nu0 [0 2 -1 0 0 0 0] 1e-06;
k k [0 0 1 0 0 0 0] 0;
n n [0 0 0 0 0 0 0] 1;
}
powerLawCoeffs
{
nuMax nuMax [0 2 -1 0 0 0 0] <参考值>
nuMin nu0 [0 2 -1 0 0 0 0] <参考值>
k k [0 0 1 0 0 0 0] 0;
n n [0 0 0 0 0 0 0] 1;
}
上面的模型的参考值请参阅相关文件,由于我不做非牛顿流体,所以对这些模型的参数不是很明白。
关于如何自己定义一个粘性模型,以后在相关博文中介绍。
转自OpenFOAM研究:http://blog.sina.com.cn/openfoamresearch |
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