2018-05-16

  • 《COMSOL Mutliphysics基本操作指南和常見問題解答》

  • 最小單元質量統(tǒng)計會是一個不錯的判斷方法兜叨。通常渺氧,我們需要一個大于 0.1 的值赢底。

  • 關于CFD中的Y+與第一層網(wǎng)格厚度估計
    http://www.sohu.com/a/152884742_739983
    1挫望、為什么會存在第一層網(wǎng)格的問題
    2殴蓬、Y+的問題
    4匿级、Y+的取值

  • COMSOL動網(wǎng)格調(diào)試

COMSOL內(nèi)置了兩種動網(wǎng)格,分別是Moving Mesh(ALE)和Deformed Geometry(dg)染厅。
兩者設置很相像痘绎,個人認為區(qū)別在于坐標系:
ALE模式使用材料框架坐標系,而DG模式采用幾何框架坐標系肖粮。
http://blog.sina.com.cn/s/blog_4a0a8b5d01017eil.html

我大概說一下關于邊界層這里的東西孤页,大都是自己理解后的,希望能幫到在邊界層上遇到困難的朋友涩馆,寫的不好行施,輕噴。

首先魂那,為什么會出現(xiàn)邊界層蛾号、Y+這些東西,追根究底是因為湍流的數(shù)值求解的需要涯雅。先回顧一下湍流數(shù)值模擬的方法鲜结,我們只針對Euler方法,其下分為直接數(shù)值模擬(DNS)和非直接數(shù)值模擬活逆。

為什么不用直接模擬精刷,第一,湍流中充滿了各宗尺寸的渦蔗候,第二怒允,即使計算機硬件條件達到了DNS模擬要求,要精確給出滿足最小尺度量合理的邊界條件和初始條件是不可能的锈遥,第三误算,為了減少耗散和色散仰美,DNS中常采用高階方案離散方案迷殿,由此生成邊界條件和處理復雜集合外形的流動很困難儿礼。

那我們只能采用非直接模擬,現(xiàn)在多采用Reynolds平均法庆寺,基本不用統(tǒng)計平均法蚊夫,較少采用LES大渦模擬。而現(xiàn)在多用的k-ε模型懦尝,就是Reynolds平均法下的渦粘性模型分支下的兩方程模型下的一種知纷,k-ε模型下又有標準、RNG等分支陵霉。

Reynolds在1895年給出的湍流流動時均方程琅轧,引入了Reynolds應力,為了使湍流時均方程組封閉踊挠,就需要建立湍流模型乍桂,來把湍流的脈動值和時均值聯(lián)系起來。目前的湍流模型只能以大量的實驗觀測結果為基礎效床。

這也就造成了湍流模型有很大的限制睹酌,也就是指針對某些區(qū)域有效。比如說標準k-ε模型剩檀、RNG k-ε模型和realizable k-ε模型只對充分發(fā)展的湍流的湍流核心區(qū)才有效憋沿,即高Re數(shù)模型。下面說什么是湍流核心區(qū)沪猴,并由此引入了y+辐啄。

對于固體壁面的充分發(fā)展區(qū)域的湍流流動,可以將其分為近壁區(qū)和湍流核心區(qū)运嗜,我們更關注近壁區(qū)里的流動壶辜。近壁區(qū)又分為:粘性底層、過渡層和對數(shù)律層洗出。大多數(shù)的粘性流體力學的書都能找到相關的資料士复。為了用公式描述粘性底層和對數(shù)律層內(nèi)的流動,這里引入了無量綱速度u+和無量綱距離y+翩活≮搴椋可以翻看計算流體力學的書查找其具體的公式,這兩個值和時均速度菠镇、壁面摩擦速度等有關冗荸,特別是y+的公式,分子就是y(到壁面的距離)利耍。這樣蚌本,就通過無量綱的y+的值的大小盔粹,將近壁區(qū)劃分開了。一般認為y+小于5為粘性底層程癌,大于300就進入湍流核心區(qū)域了舷嗡,不同文獻對于y+值得劃分不同,但大體范圍一致嵌莉,因為實際上本來就沒有一個明確的分界面存在进萄。

但是如果如同標準k-ε模型這樣的模型,只適用于充分發(fā)展的湍流的湍流核心區(qū)锐峭,那不適用的近壁面區(qū)域怎么辦中鼠。其中一種辦法,就是使用壁面函數(shù)來處理沿癞,壁面函數(shù)法不對粘性影響比較明顯的區(qū)域(y+較小區(qū)域)求解援雇,而是使用一組半經(jīng)驗公式將壁面上的物理量和湍流核心區(qū)域相應的物理量聯(lián)系起來∽笛铮可以這樣理解惫搏,我們不需要知道近壁面的流動細節(jié),只通過一個黑箱子工具將兩邊的值聯(lián)系起來盗舰,黑箱子里有什么值我們不知道也不去知道晶府。

到此,應該能把邊界層的一些東西說清楚了钻趋。
由此你的另外三個問題也就能解答了:
1川陆、在流動參數(shù)不變的情況下,邊界層內(nèi)網(wǎng)格越密所達到的Y+越小蛮位,容易理解较沪,y+的分子就是y,分母不變則y越小y+越小
2失仁、邊界層厚度的選取一定要匹配所選用的湍流模型尸曼,例如標準k-ε模型就不能將邊界層劃分得太密,具體要求的數(shù)值在fluent的幫助文檔里有說明
3萄焦、y+公式可以看到控轿,和壁面摩擦速度有關,壁面摩擦速度又和壁面切應力有關拂封,也就是說y+和流動參數(shù)是聯(lián)系的茬射,不能再計算前就算出y+的具體值,只能在計算后才能知道冒签。在fluent中y+就是yplus在抛,和查看壓力溫度值是一樣的方法。但在計算前通過預期的y+值來估算第一層網(wǎng)格的厚度萧恕,nasa的估算第一層網(wǎng)格厚度的計算器網(wǎng)址http://geolab.larc.nasa.gov/APPS/YPlus/刚梭,可以通過估算第一層網(wǎng)格厚度來得到較為合理的網(wǎng)格肠阱,如果計算后顯示y+不合理,再調(diào)整網(wǎng)格重新計算朴读,重新計算沒有捷徑屹徘。

另外,在計算區(qū)域幾何較為復雜和不規(guī)則時磨德,不要試圖將所有的壁面區(qū)域的y+都處理得比較合理缘回,這樣做只會浪費大量的時間和精力,把精力放在主要影響區(qū)域的邊界層上典挑,

  • What Kinds of FSI Problems Can COMSOL Multiphysics Solve?
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