衰减湍流和模拟

计算科学 纳维斯托克斯 流体动力学 层流
2021-12-13 05:55:29

我是 CFD 的初学者,使用 SIMPLE 和其他一些显式求解器为层流案例编写了一些代码。现在,我想使用我的求解器和其他一些模型来求解湍流情况。在这方面,衰减湍流问题引起了我的注意。

由于我完全不知道如何从层流过渡到湍流,因此如何为其编写代码。我需要一些基本指南、论文和文献来帮助我使用 Navier-Stokes 方程为这个特定问题编写代码。而且,了解相同的基本概念。谢谢!

1个回答

首先要记住的是,没有一种湍流模型在所有情况下都能很好地工作。您需要为正确的情况选择正确的模型。请参阅此链接以供参考:https ://engineering.stackexchange.com/questions/336/which-turbulence-models-are-suitable-for-cfd-analysis-on-a-streamlined-vehicle-b/344#344

有许多类型的模型,都具有不同程度的准确度和计算成本。一般来说:模型越精确,它产生的计算成本就越高。因此,您需要非常仔细地考虑您可以承受多少计算费用与您真正需要多少准确度。

话虽如此,将层流代码转换为处理湍流的代码并非易事。根据模型,您可能需要多达 7 个额外的变量和方程,以及在边界处指定这些新值的启发式方法。

根据您考虑的是可压缩流动还是不可压缩流动,您可能需要使用包含这些新变量的附加项以及湍流粘度和湍流普朗特数的不同表达式来修改动量和能量方程。

我的建议:看看 OpenFoam,一个开源的 cfd 求解器,已经实现了很多湍流模型。您可以很好地了解如何从中修改代码(假设您的求解器使用有限体积方法)。

诚然,OpenFoam 有一个陡峭的学习曲线,可能需要一段时间才能掌握它。但我认为这是学习通用 cfd 代码实现的最佳选择。