为什么多重参考系(MRF)方法在微尺度下使用会失效?

dixylocfluid

我用多重参考系方法模拟微尺度下的搅拌器流场无法得到结果(如下第一幅图所示 为纵剖面y-z平面速度云图) 转子和静子之间似乎没有相互作用 转子维持初始角速度 静子角速度为零但是当我将模型放大一千倍后(即变为毫米尺度) 却能得到符合实际的结果(如第二幅图所示)
然后我又计算了100倍和10倍的模型(如图3图4所示) 发现模型尺度越小(即scale factor越小) 用MRF计算的结果越荒谬
以下四幅图中模型的设置唯一不同的就是尺寸 或者说是scale factor 其他设置完全一样(角速度50rad/s 层流模型)

                               
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图1, 微米尺度下的计算结果纵剖面速度云图 搅拌桨直径20微米 高5微米 转子为直径24微米 高9微米刨去搅拌桨的圆柱 静子为直径40 高15微米刨去转子的圆柱

                               
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图2, 1000倍模型的纵剖面速度云图 搅拌桨直径20毫米 高5毫米 转子为直径24毫米 高9毫米刨去搅拌桨的圆柱 静子为直径40 高15毫米刨去转子的圆柱

                               
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图3, 100倍模型的纵剖面速度云图  搅拌桨直径2毫米 高0.5毫米 转子为直径2.4毫米 高0.9毫米刨去搅拌桨的圆柱 静子为直径4 高1.5毫米刨去转子的圆柱  可以看出交界面及附近开始出现异常情况(红色部分)

                               
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图4,  10倍模型的纵剖面速度云图  搅拌桨直径200微米 高50微米 转子为直径240微米 高90微米刨去搅拌桨的圆柱 静子为直径400 高150微米刨去转子的圆柱 可以看出结果非常荒诞

                               
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图5 搅拌桨模型

求教为什么会有这种情况发生 难道在计算微流的时候需要特别设置或注意些什么东西吗?

xrs333

你把角速度按尺度缩小倍数的平方提高，试试看。但这并不意味有任何意义。

通流

流体跟着转动，看不出有什么问题。

dixylocfluid

原帖由 xrs333 于 2012-2-12 19:42 发表

                               
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你把角速度按尺度缩小倍数的平方提高，试试看。但这并不意味有任何意义。

没有用的 不管角速度有多大 还是转子部分和定子部分的运动分离 就像图一那样 而且残差一直减小 即使没有收敛的迹象 不管网格有多精细都没有用

dixylocfluid

原帖由 通流 于 2012-2-12 20:03 发表

                               
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流体跟着转动，看不出有什么问题。

对呀 我也看不出有什么问题 可它就是在两个尺度上一个能算一个不能算

通流

定子在哪里？我只看见转子。

通流

没有问题的意思是，计算可能是对的。
我都看不出来你为什么觉得计算有问题。