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翼型动态模拟,出现的有意思现象

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发表于 2015-11-14 21:44:55 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 hang719 于 2015-11-15 10:49 编辑

   自编的程序计算翼型动态特性,出现的奇怪现象。
  来流条件:压强、密度等取海平面
  Ma:0.6
  Re:4.8 *10^6
  平均迎角:2.89
  振幅:2.41
  缩减系数:0.0808

动图表示3个周期的运动。

2.gif



结果自然是不对的,可以明显的看到,涡沿着上翼面运动,估计没有经验不会知道有什么问题,不妨先猜猜看出现什么问题了。


 楼主| 发表于 2015-11-14 22:26:02 | 显示全部楼层
     看来人不是很多吗,先看看网格。

      第一层网格厚度 1.0E-5,y+≈2,结构网格30层,翼型上有131个点,网格分辨率还是不错的。话说按照这个样子,捕捉到涡木的问题啊。

      export.jpg
 楼主| 发表于 2015-11-14 23:00:30 | 显示全部楼层
    湍流可以采用  1-无湍流  2-SA  3-SST,猜测看是选了哪种情况进行的计算,才出现上面的结果?答案呼之欲出了
 楼主| 发表于 2015-11-15 10:45:01 | 显示全部楼层
其实,问题就出在没有选取湍流模型,网格质量足够,网格提供的耗散不足。但是又忽略了湍流,导致粘性耗散也不足,所以这些扰动就耗散不掉,出现了非物理涡。

加上SA或者SST湍流模型,结果和实验就基本吻合了。

3.gif
 楼主| 发表于 2015-11-15 10:48:26 | 显示全部楼层
  当然,如果选用粗的网格,不加湍流模型也是可以的,得到的结果也还不错,这是因为此时网格耗散也足以抹平扰动波了。

下面来测试一下,这是较粗的非结构网格:

1.jpg


不加任何湍流模型,计算结果如下:

1.gif
发表于 2015-11-15 13:59:07 | 显示全部楼层
鼓掌,
发表于 2015-11-17 08:47:53 | 显示全部楼层
你怎么判定加湍流模型就对,不加就不对?和实验大致接近就对,不大致接近就不对呢?另外,如果没有实验结果怎么办?如果实验测量不对怎么办?

PS:湍流不是因为加了湍流模型才有的。加湍流模型的目的,是想在较粗的空间/时间网格上,近似模拟湍流的“效应”


点评

一般都是先对照实验进行数值仿真,看看结果和实验差多少。如果没有实验结果对照,没人敢信你的结果。 CFD计算,都是有许多公认的标准算例的,用这些标准算例来确保你的算法没错。 谁都知道湍流是自然产生的,你  详情 回复 发表于 2015-11-17 15:30
 楼主| 发表于 2015-11-17 15:30:56 | 显示全部楼层
onesupeng 发表于 2015-11-17 08:47
你怎么判定加湍流模型就对,不加就不对?和实验大致接近就对,不大致接近就不对呢?另外,如果没有实验结果 ...

一般都是先对照实验进行数值仿真,看看结果和实验差多少。如果没有实验结果对照,没人敢信你的结果。
CFD计算,都是有许多公认的标准算例的,用这些标准算例来确保你的算法没错。

谁都知道湍流是自然产生的,你不加湍流模型,网格又把湍流给滤掉了,不就相当于没湍流了吗。

点评

“其实,问题就出在没有选取湍流模型,网格质量足够,网格提供的耗散不足。但是又忽略了湍流,导致粘性耗散也不足,所以这些扰动就耗散不掉,出现了非物理涡。 加上SA或者SST湍流模型,结果和实验就基本吻合了。  详情 回复 发表于 2015-11-17 18:31
发表于 2015-11-17 18:31:14 | 显示全部楼层
hang719 发表于 2015-11-17 17:30
一般都是先对照实验进行数值仿真,看看结果和实验差多少。如果没有实验结果对照,没人敢信你的结果。
CF ...

“其实,问题就出在没有选取湍流模型,网格质量足够,网格提供的耗散不足。但是又忽略了湍流,导致粘性耗散也不足,所以这些扰动就耗散不掉,出现了非物理涡。

加上SA或者SST湍流模型,结果和实验就基本吻合了。”

你的原话

点评

这段原话是我说的,是我根据这次仿真结果的分析。如果有问题,请不吝赐教。  详情 回复 发表于 2015-11-17 20:05
 楼主| 发表于 2015-11-17 20:05:36 | 显示全部楼层
onesupeng 发表于 2015-11-17 18:31
“其实,问题就出在没有选取湍流模型,网格质量足够,网格提供的耗散不足。但是又忽略了湍流,导致粘性耗 ...

这段原话是我说的,是我根据这次仿真结果的分析。如果有问题,请不吝赐教。
发表于 2015-11-18 04:17:58 | 显示全部楼层
不敢不敢,我只是在想其中的矛盾。比如如何判定那个是“非物理涡”

点评

其实,我一开始也跟你想的差不多,这些涡是不是非物理的,我也不知道。 给你看一张图 [attachimg]28335[/attachimg] 这个是动态过程的某一运动时刻的流线图,可以看到这些涡伴随着回流现象,这里运动的迎角比较  详情 回复 发表于 2015-11-18 10:58
 楼主| 发表于 2015-11-18 10:58:53 | 显示全部楼层
onesupeng 发表于 2015-11-18 04:17
不敢不敢,我只是在想其中的矛盾。比如如何判定那个是“非物理涡”

其实,我一开始也跟你想的差不多,这些涡是不是非物理的,我也不知道。
给你看一张图
export.jpg

这个是动态过程的某一运动时刻的流线图,可以看到这些涡伴随着回流现象,这里运动的迎角比较小,按理说应该还是附着流,不会分离的,这是第一个推测依据。粘性是涡产生的一大原因,也是耗散掉涡的一大要素,或许是网格比较密,能够允许较大尺度的湍流产生,但是计算中又不用湍流模型,相当于很粗糙的直接数值模拟,但是关键在于,还有大量尺度的湍流被忽略了,所以湍流粘性应该不够,这是第二个依据。
最终,我推测这些涡应该是非物理的。其实最主要的依据还是,出现非物理涡了,求解器震荡收敛差,结果与实验差太多,嘿嘿,有点事后诸葛亮了。

点评

我再抬一次杠。 “按理说应该还是附着流”,哪个理? 关于非物理涡的解释,我们闭着眼睛假定一下,现在的网格不够直接数值模拟,而且网格耗散不够;好,加密网格达到直接数值模拟了,网格耗散性越弱了,会是什  详情 回复 发表于 2015-11-19 06:01
发表于 2015-11-19 06:01:56 | 显示全部楼层
hang719 发表于 2015-11-18 12:58
其实,我一开始也跟你想的差不多,这些涡是不是非物理的,我也不知道。
给你看一张图

我再抬一次杠。

“按理说应该还是附着流”,哪个理?

关于非物理涡的解释,我们闭着眼睛假定一下,现在的网格不够直接数值模拟,而且网格耗散不够;好,加密网格达到直接数值模拟了,网格耗散性越弱了,会是什么结果呢?会不会非物理涡更嚣张了,然后跟试验结果越远了呢?

点评

翼型如果要出现气流分离,一般都得是大迎角,这里的数值实验迎角比较小,我也没用说绝对,只是推测。 如果能直接数值模拟,网格耗散那都不重要,此时网格能够捕捉到所有湍流特性,并不会像较粗网格那样,忽略掉湍流  详情 回复 发表于 2015-11-19 12:08
 楼主| 发表于 2015-11-19 12:08:45 | 显示全部楼层
onesupeng 发表于 2015-11-19 06:01
我再抬一次杠。

“按理说应该还是附着流”,哪个理?

翼型如果要出现气流分离,一般都得是大迎角,这里的数值实验迎角比较小,我也没用说绝对,只是推测。
如果能直接数值模拟,网格耗散那都不重要,此时网格能够捕捉到所有湍流特性,并不会像较粗网格那样,忽略掉湍流粘性。
发表于 2016-10-7 20:23:01 | 显示全部楼层
就个人理解,出现这些现象与流动分离和湍流相关,在密网格下不加湍流模型,捕捉到了分离现象,但是,二维模拟无法模拟真实三维湍流,可认为模拟到的涡是非物理的。而在粗网格下,数值耗散大,未能捕捉到这些小的分离流动。加入湍流模型,模化了湍流的耗散,也会抑制分离
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