2018-05-16

  • 《COMSOL Mutliphysics基本操作指南和常见问题解答》

  • 最小单元质量统计会是一个不错的判断方法。通常,我们需要一个大于 0.1 的值。

  • 关于CFD中的Y+与第一层网格厚度估计
    http://www.sohu.com/a/152884742_739983
    1、为什么会存在第一层网格的问题
    2、Y+的问题
    4、Y+的取值

  • COMSOL动网格调试

COMSOL内置了两种动网格,分别是Moving Mesh(ALE)和Deformed Geometry(dg)。
两者设置很相像,个人认为区别在于坐标系:
ALE模式使用材料框架坐标系,而DG模式采用几何框架坐标系。
http://blog.sina.com.cn/s/blog_4a0a8b5d01017eil.html

我大概说一下关于边界层这里的东西,大都是自己理解后的,希望能帮到在边界层上遇到困难的朋友,写的不好,轻喷。

首先,为什么会出现边界层、Y+这些东西,追根究底是因为湍流的数值求解的需要。先回顾一下湍流数值模拟的方法,我们只针对Euler方法,其下分为直接数值模拟(DNS)和非直接数值模拟。

为什么不用直接模拟,第一,湍流中充满了各宗尺寸的涡,第二,即使计算机硬件条件达到了DNS模拟要求,要精确给出满足最小尺度量合理的边界条件和初始条件是不可能的,第三,为了减少耗散和色散,DNS中常采用高阶方案离散方案,由此生成边界条件和处理复杂集合外形的流动很困难。

那我们只能采用非直接模拟,现在多采用Reynolds平均法,基本不用统计平均法,较少采用LES大涡模拟。而现在多用的k-ε模型,就是Reynolds平均法下的涡粘性模型分支下的两方程模型下的一种,k-ε模型下又有标准、RNG等分支。

Reynolds在1895年给出的湍流流动时均方程,引入了Reynolds应力,为了使湍流时均方程组封闭,就需要建立湍流模型,来把湍流的脉动值和时均值联系起来。目前的湍流模型只能以大量的实验观测结果为基础。

这也就造成了湍流模型有很大的限制,也就是指针对某些区域有效。比如说标准k-ε模型、RNG k-ε模型和realizable k-ε模型只对充分发展的湍流的湍流核心区才有效,即高Re数模型。下面说什么是湍流核心区,并由此引入了y+。

对于固体壁面的充分发展区域的湍流流动,可以将其分为近壁区和湍流核心区,我们更关注近壁区里的流动。近壁区又分为:粘性底层、过渡层和对数律层。大多数的粘性流体力学的书都能找到相关的资料。为了用公式描述粘性底层和对数律层内的流动,这里引入了无量纲速度u+和无量纲距离y+。可以翻看计算流体力学的书查找其具体的公式,这两个值和时均速度、壁面摩擦速度等有关,特别是y+的公式,分子就是y(到壁面的距离)。这样,就通过无量纲的y+的值的大小,将近壁区划分开了。一般认为y+小于5为粘性底层,大于300就进入湍流核心区域了,不同文献对于y+值得划分不同,但大体范围一致,因为实际上本来就没有一个明确的分界面存在。

但是如果如同标准k-ε模型这样的模型,只适用于充分发展的湍流的湍流核心区,那不适用的近壁面区域怎么办。其中一种办法,就是使用壁面函数来处理,壁面函数法不对粘性影响比较明显的区域(y+较小区域)求解,而是使用一组半经验公式将壁面上的物理量和湍流核心区域相应的物理量联系起来。可以这样理解,我们不需要知道近壁面的流动细节,只通过一个黑箱子工具将两边的值联系起来,黑箱子里有什么值我们不知道也不去知道。

到此,应该能把边界层的一些东西说清楚了。
由此你的另外三个问题也就能解答了:
1、在流动参数不变的情况下,边界层内网格越密所达到的Y+越小,容易理解,y+的分子就是y,分母不变则y越小y+越小
2、边界层厚度的选取一定要匹配所选用的湍流模型,例如标准k-ε模型就不能将边界层划分得太密,具体要求的数值在fluent的帮助文档里有说明
3、y+公式可以看到,和壁面摩擦速度有关,壁面摩擦速度又和壁面切应力有关,也就是说y+和流动参数是联系的,不能再计算前就算出y+的具体值,只能在计算后才能知道。在fluent中y+就是yplus,和查看压力温度值是一样的方法。但在计算前通过预期的y+值来估算第一层网格的厚度,nasa的估算第一层网格厚度的计算器网址http://geolab.larc.nasa.gov/APPS/YPlus/,可以通过估算第一层网格厚度来得到较为合理的网格,如果计算后显示y+不合理,再调整网格重新计算,重新计算没有捷径。

另外,在计算区域几何较为复杂和不规则时,不要试图将所有的壁面区域的y+都处理得比较合理,这样做只会浪费大量的时间和精力,把精力放在主要影响区域的边界层上,

  • What Kinds of FSI Problems Can COMSOL Multiphysics Solve?
image.png
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 201,924评论 5 474
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 84,781评论 2 378
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 148,813评论 0 335
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,264评论 1 272
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,273评论 5 363
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,383评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,800评论 3 393
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,482评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,673评论 1 295
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,497评论 2 318
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,545评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,240评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,802评论 3 304
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,866评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,101评论 1 258
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,673评论 2 348
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,245评论 2 341

推荐阅读更多精彩内容

  • 《大气科学进展》2017年第5期封面图: 封面中的彩色阴影区域表示北美洲和北大西洋之间波状急流内的晴空湍流。Pau...
    f78979309384阅读 183评论 0 0
  • 6.6 隐函数的微分法 一元微分学,F(X,Y)=0能够确定唯一的隐函数y=y(x)存在且可导,然后方程两边对自变...
    归处有星火阅读 841评论 0 0
  • 开始写点技术博客,来巩固下自己的知识,首先从dubbo开始。第一天。 众所周知,Dubbo是Ali发布的开源的分布...
    菜凯阅读 404评论 1 0
  • 1.今日头条 (1)NLP应用研发工程师 - AI Lab 岗位描述: 1、用户搜索意图识别,分词和词性标注,实体...
    TonyLan阅读 278评论 0 0
  • 他被两个彪形大汉带进了一个房间,摘掉黑布后,眼睛对强烈的光线很不适应。过了好一会儿,才看清这是一间宽大的办公室,极...
    武昌鱼_阅读 441评论 2 1