[转载]OpenFOAM中不可压缩流大涡求解器oodles的使用

su_junwei

本站博文“OpenFOAM中不可压缩湍流大涡求解器oodles说明”介绍了OpenFOAM中大涡求解器oodles的实现细节，以该求解器下的算例pitzDaily为例。    在介绍本算例之前，现将OpenFOAM中支持的大涡模型进行简单的介绍。OpenFOAM对不可压缩流动支持的大涡模型有
Smagorinsky            Smagorinsky模型
Smagorinsky2           3维滤波的Smagorinsky模型
dynSmagorinsky         动态Smagorinsky模型
scaleSimilarity        尺度相似模型
mixedSmagorinsky       Smagorinsky和尺度相似混合模型
dynMixedSmagorinsky    动态Smagorinsky和尺度相似混合模型
oneEqEddy                k方程涡粘性模型
dynOneEqEddy            动态k方程涡粘性模型
locDynOneEqEddy         局部动态k方程涡粘性模型
spectEddyVisc           波谱涡粘性模型
LRDDiffStress           LRR差分应力模型
DeardorffDiffStress    Deardorff差分应力模型
SpalartAllmaras        Spalart-Allmaras模型
大涡滤波函数
laplaceFilter           Laplace滤波器
simpleFilter            Simple滤波器
anisotropicFilter      Anisotropic滤波器

大涡deltas函数 LESdeltas
PrandtlDelta            Prandtl delta
cubeRootVolDelta       单元体积的三次根号delta
smoothDelta             Smoothing of delta
以上这些模型能够在OpenFOAM的oodles中任意使用。下面对如何使用这些模型进行说明。

（1）位置
     求解器位置：applications\solvers\incompressible\oodles
     算例位置：tutorials\oodles\pitzDaily

（2）pitzDaily文件结构

|-system
|      |-fvSolution  //代数方程求解器选择文件
|      |-fvSchemes   //离散格式选择文件
|      |-controlDict //计算流程控制文件
|-constant
|      |-transportProperties  //传输参数控制文件，黏性等
|      |-LESProperties        //湍流模型选择文件
|      |-polyMesh             //网格文件夹
|               |-blockMeshDict //blockMesh网格设定文件
|               |-boundary      //边界文件，可有可无，blockMeshDict会将其覆盖
|-0
   |-U  //速度边界条件，初始条件设定文件
   |-B  //亚格子应力边界条件，初始条件，仅仅当选择亚直接求解亚格子应力模型时候需要
   |-p  //压力边界条件，初始条件设定文件
   |-nuTilda //一方程模型中求解的那个变量，仅仅选择SpalartAllmaras湍流模型时候有用
   |-k     //湍动能设定文件，上面的k方程模型
   |-nuSgs //亚格子粘性，仅对亚格子粘性项进行求解方程的模型

(3)文件说明
    system文件夹下的三个文件以及压力文件p的说明参看本站博文“使用OpenFOAM的基本流程”;polyMesh中的文件及其速度文件U的说明，请参看本站博文“深入解析icoFoam下的顶盖驱动流(cavity)”；k,nuSgs和nuTilda文件内容和压力文件p相似不再累述，亚格子应力B和turbFoam中的雷诺应力R相似，transportProperties传输模型参考文件，请参看本站博文“OpenFOAM中雷诺时均湍流求解器turbFoam使用”；下面主要针对剩下的文件。下面主要针对LESProperties进行说明。
文件LESProperties
//文件头
FoamFile
{
    version     2.0;
    format      ascii;
    class       dictionary;
    object      LESProperties;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
//当前湍流计算采用哪种大涡模型，大涡模型的具体写法为下面模型系数字典中去掉Coeffs，比如oneEqEddy为oneEqEddyCoeffs去掉Coeffs的字符串。

LESModel            oneEqEddy;
//delta函数采用哪种形式：
delta               cubeRootVol;
//是否在建立模型的时候在屏幕上打印下面的系数。
printCoeffs         on;
//层流系数
laminarCoeffs
{
}
oneEqEddyCoeffs   //k方程涡粘性模型系数
{
    ck               0.07;
    ce               1.05;
}
dynOneEqEddyCoeffs //动态k方程涡粘性模型系数
{
    ce               1.05;
    filter          simple; //滤波函数
}
locDynOneEqEddyCoeffs  //局部动态k方程涡粘性模型系数
{
    ce               1.05;
    filter          simple;
}
SmagorinskyCoeffs  //Smagorinsky模型系数
{
    ce               1.05;
    ck               0.07;
}
Smagorinsky2Coeffs //3维滤波的Smagorinsky模型系数
{
    ce               1.05;
    ck               0.07;
    cD2              0.02;
}
spectEddyViscCoeffs  // 波谱涡粘性模型系数
{
    ce               1.05;
    cB               8.22;
    cK1              0.83;
    cK2              1.03;
    cK3              4.75;
    cK4              2.55;
}
dynSmagorinskyCoeffs  //动态Smagorinsky系数
{
    ce               1.05;
    filter          simple;
}
mixedSmagorinskyCoeffs  //Smagorinsky和尺度相似混合模型系数
{
    ce               1.05;
    ck               0.07;
    filter          simple;
}
dynMixedSmagorinskyCoeffs //动态Smagorinsky和尺度相似混合模型系数
{
    ce               1.05;
    filter          simple;
}
LRRDiffStressCoeffs  //LRR差分应力模型系数
{
    ce               1.05;
    ck               0.09;
    c1               1.8;
    c2               0.6;
}
DeardorffDiffStressCoeffs //Deardorff差分应力模型系数
{
    ce               1.05;
    ck               0.09;
    cm               4.13;
}
SpalartAllmarasCoeffs  //Spalart-Allmaras模型系数
{
    alphaNut         1.5;
    Cb1              0.1355;
    Cb2              0.622;
    Cw2              0.3;
    Cw3              2;
    Cv1              7.1;
    Cv2              5.0;
    CDES             0.65;
    ck               0.07;
}
以上为LES模型参数，下面为delta函数系数。
cubeRootVolCoeffs
{
    deltaCoeff      1;
}
PrandtlCoeffs
{
    delta           cubeRootVol;
    cubeRootVolCoeffs
    {
        deltaCoeff      1;
    }
    smoothCoeffs
    {
        delta           cubeRootVol;
        cubeRootVolCoeffs
        {
            deltaCoeff      1;
        }
        maxDeltaRatio   1.1;
    }
    Cdelta           0.158;
}
vanDriestCoeffs
{
    delta           cubeRootVol;
    cubeRootVolCoeffs
    {
        deltaCoeff      1;
    }
    smoothCoeffs
    {
        delta           cubeRootVol;
        cubeRootVolCoeffs
        {
            deltaCoeff      1;
        }
        maxDeltaRatio   1.1;
    }
    Aplus            26;
    Cdelta           0.158;
}
smoothCoeffs
{
    delta           cubeRootVol;
    cubeRootVolCoeffs
    {
        deltaCoeff      1;
    }
    maxDeltaRatio   1.1;
}
kappa            0.4187;
//壁面函数系数
wallFunctionCoeffs
{
    E                9;
}

（4）程序运行

打开控制台，进入tutorials\oodles\pitzDaily
输入：blockMesh生成网格
输入：oodles运行程序
程序运行结束后，输入paraFoam做后处理。

转自OpenFOAM研究：http://blog.sina.com.cn/openfoamresearch