Прогресс сходимости

[Кварк 126]

Нет прогресса сходимости. Как можно решить проблему? 

Можно сказать, что мы имеем неустойчивое положение в таком случае, поэтому при расчете соседние итерации сильно разнятся?  

Можно пойти тут на огрубление сетки?

[karachun 2 038]

@Кварк Чтоб вы понимали.

В одних моделях (k-e со стандартной пристеночной функцией) надо не опускаться по y+ ниже 30.

k-e модель с улучшенными пристеночными функциями Enhanced Wall Treatment (EWT) вообще нечувствительна к y+. Может быть любое значение до 500 и это будет правильно.

В стандартной k-w нет никаких функций и надо всегда разрешать все вплоть до ламинарного участка, y+=1.....2.

В k-w SST модели вообще напихано все. Там внутри и k-w модель которая работает при малых значениях y+ и k-e которая работает в середине потока и есть пристеночные функции которые включаются если ячейки слишком грубые.

 

И это все находится в процессе движения. Придумываются новые модели. Так что за всю CFD говорить нельзя. Универсальная рекомендация одна - разобраться с документацией.

 

 

6 минут назад, Кварк сказал:

Я так понял, что этот момент не зависит от разновидностей пристенных функций.

Давайте по порядку. Сперва проговорим зачем это нам надо.

1. Некоторые модели турбулентности, например k-e не могут правильно моделировать поведение потока у стенки, так как там в реальности течение переходит в ламинарное а модель турбулентности на это не рассчитана. Если измельчить сетку до значений y+=1 и считать задачу с моделью k-e без пристеночных функций то мы получим не такое распределение скоростей как в экспеименте и соответственно ошибку в сопротивлении трения.

Это ответ на ваш вопрос.

24 минуты назад, Кварк сказал:

Если разрешать У+1 весь погран слой, то мы получим непосредственное вычисление, т.е. программа просто не будет запускать никаких пристенных функций. Разве не так? Я такой вывод из просмотренного видео сделал.

 

2. даже если модель и может сама разрешить течение у стенки сеткой то не всегда это нужно. Если есть пристеночная функция то можно не измельчать сетку у стенки и получить хороший результат.

Это по мотивации.

 

Теперь как пристеночная функция работает.
Как сказано в статье которую вы приводили - пристеночная функция нужна чтобы построить профиль скорости u+ внутри ячейки и взять его интеграл. Скорость у стенки меняется очень сильно и в пристеночной ячейке в реальности будет сложное распределение. И вот задача пристеночной функции - найти интеграл скорости, на основе эмпирических данных чтобы не разрешать все сеткой.

ссылка

 

Если на пальцах то в самой простой пристеночной функции мы предполагаем что вязкий и буферный слои полностью находятся внутри ячейки. Тогда интеграл от вязкого и буферного слоя нам известен. Мы находим y+ и берем интеграл от этого уравнения от 30 до y+.

https://en.wikipedia.org/wiki/Law_of_the_wall#General_logarithmic_formulation

 

Складываем два интеграла и получаем интеграл скорости в ячейке. Просто, понятно но если y+ меньше 30 то получится что мы считаем с ошибкой. Мы считаем логарифм но в реальности логарифмического закона там нет. И интеграл скорости от вязкого и буферного слоев у нас в уравнении идет в виде константы. В общем мы завышаем интеграл скорости и по этому есть ограничение по y+.

Никакой проверки y+ нет. Мы же считаем уравнения в матричном виде. у нас нет возможности вставить условие if как в программе. Мы может только уравнениями

 

Теперь немного усложним нашу функцию.

Вот тут я нашел описание пристеночной функции с EWT но не до конца разобрался как оно работает.

https://www.cfd-online.com/Forums/fluent/109837-enhanced-wall-treatment.html#post395130

 

Есть такие пристеночные функции в которых эмпирические данные аппроксимируются полиномом который дает хорошее совпадение во всем диапазоне y+ от 0 до 300 и там можно выбирать любое значение y+.

 

Так что на самом деле есть большой простор для творчества. Но есть ограничение по производительности.

Не думаю что вот такой подход как в статье о простейшей пристеночной функции будет быстро работать на больших моделях.

Это же нелинейное условие. нужно будет для каждой ячейки на каждой итерации выполнять проверку.

33 минуты назад, Кварк сказал:

Сдается мне, что этот самый У+=1 и сделали как достаточный минимум, для того, чтобы разрешить ламинарный слой. Ну а ежели ламинарный слой разрешить получится, то буферный и лог - подавно.

Да, но y+=1 не закон. Сеточная сходимость - закон.

Единственный способ убедиться что выбранного игрека достаточно это посчитать сетку с меньшим значением.

 

35 минут назад, Кварк сказал:

Разобрался со справкой. Но про это там нет ни слова.

Тогда остается только сеточная сходимость и сравнение с экспериментом. например с той же пластиной. Если коэффициент трения и распределения касательных напряжений совпадают с экспериментом и то все нормально.

 

19 минут назад, Кварк сказал:

Потом разрешу ее у+=1

С кубическими ячейками это будет тяжко.

[Кварк 126]

@karachun 

25 минут назад, karachun сказал:

Есть такие пристеночные функции в которых эмпирические данные аппроксимируются полиномом который дает хорошее совпадение во всем диапазоне y+ от 0 до 300 и там можно выбирать любое значение y+.

тут, на стр 96 говорится, что в ламинарном участке скорость по кубическому закону распределена и приводят полином для скорости на всем протяжении погранслоя.

Но это только про ламинарный тут.

33 минуты назад, karachun сказал:

https://www.cfd-online.com/Forums/fluent/109837-enhanced-wall-treatment.html#post395130

да, смотрю и значения меньше у+=1 применяют.

33 минуты назад, karachun сказал:

https://en.wikipedia.org/wiki/Law_of_the_wall#General_logarithmic_formulation

Таки можно больше 5 едениц взять за вязкий подслой. Это хорошо. а то я весь день запустить расчет не могу: оперативки не хватает.

Сходимость без разрешения подслоя у меня уже получена. Попробую запустить сегодня с разрешением подслоя и посмотрим.

 

Откуда информация про соотношение 1,2-1,4? В солиде нельзя так настроить рост: по-умолчанию прогрессия = 2.

 

[Кварк 126]

 @karachun 

1 час назад, karachun сказал:

Есть такие пристеночные функции в которых эмпирические данные аппроксимируются полиномом который дает хорошее совпадение во всем диапазоне y+ от 0 до 300 и там можно выбирать любое значение y+.

тут, на стр 96 говорится, что в ламинарном участке скорость по кубическому закону распределена и приводят полином для скорости на всем протяжении погранслоя.

Но это только про ламинарный тут.

1 час назад, karachun сказал:

https://www.cfd-online.com/Forums/fluent/109837-enhanced-wall-treatment.html#post395130

да, смотрю и значения меньше у+=1 применяют.

1 час назад, karachun сказал:

https://en.wikipedia.org/wiki/Law_of_the_wall#General_logarithmic_formulation

Таки можно больше 5 едениц взять за вязкий подслой. Это хорошо. а то я весь день запустить расчет не могу: оперативки не хватает.

Сходимость без разрешения подслоя у меня уже получена. Попробую запустить сегодня с разрешением подслоя и посмотрим.

 

Откуда информация про соотношение 1,2-1,4? В солиде нельзя так настроить рост: по-умолчанию прогрессия = 2.

TPM_Zezin_Gidrogazodinamika.pdf

Изменено 4 сентября 2021 пользователем Кварк

[karachun 2 038]

6 часов назад, Кварк сказал:

Таки можно больше 5 едениц взять за вязкий подслой.

Нет же. Вязкий участок заканчивается примерно на y+ = 5. Это экспериментальные данные.

 

6 часов назад, Кварк сказал:

Откуда информация про соотношение 1,2-1,4?

Это обычная рекомендация для сеток в CFD. Как говориться Rule of Thumb. Если взять больше то будет очень резкий переход, если меньше то будет много элементов. Хотя иногда приходится специально мельчить сетку чтобы уместить побольше элементов в пограничном слое если хочется его хорошо разрешить..

Да, к солиду она не применима. Как видите - к солиду много чего неприменимо.

 

5 часов назад, Кварк сказал:

тут, на стр 96 говорится, что в ламинарном участке скорость по кубическому закону распределена

Это не похоже на куб. А такие примеры во всех учебниках по газодинамике.

[Кварк 126]

45 минут назад, karachun сказал:

Это не похоже на куб. А такие примеры во всех учебниках по газодинамике.

Я в курсе,что такую картинку рисуют обычно, поэтому и в замешательстве. Что-то явно не так понял. Книжку не ту скинул выше. Тут на стр96.

Гидрогазодинамика (1).pdf

49 минут назад, karachun сказал:

Нет же. Вязкий участок заканчивается примерно на y+ = 5. Это экспериментальные данные.

Цитата

This approximation can be used farther than 5 wall units, but by {\displaystyle y^{+}=12} the error is more than 25%.

Я об этом.

[karachun 2 038]

15 минут назад, Кварк сказал:

Я в курсе,что такую картинку рисуют обычно, поэтому и в замешательстве. Что-то явно не так понял. Книжку не ту скинул выше. Тут на стр96.

Там говорят о ламинарном пограничном слое. Это другое. Пограничный слой намного толще чем вот этот вязкий подслой.

 

17 минут назад, Кварк сказал:

Я об этом.

Если такой эррор допустим то да.

[Кварк 126]

2 минуты назад, karachun сказал:

Там говорят о ламинарном пограничном слое

Понятно, но начальный участок там включает наш вязкий подслой?

Я у+ могу в мм выразить? Само значение единицы у+.

У+ говорит о центре ячейки же, правильно я понимаю?

[karachun 2 038]

2 минуты назад, Кварк сказал:

Понятно, но начальный участок там включает наш вязкий подслой?

Нет, скорее всего начальный участок на котором есть только вязкий подслой надо измерять с микроскопом.

Это вообще разные вещи.

Пограничный слой это часть потока в которой скорость потока меньше 99% от скорости на бесконечности. Он ламинарный не по тому что у него y+ < 5 а потому что общий характер обтекания еще ламинарный, т.е. Re<500 000 для внешнего обтекания, если не ошибаюсь.

 

Пограничный слой намного толще, это вообще величины отличающиеся на несколько порядков.

[Кварк 126]

Только что, karachun сказал:

Пограничный слой намного толще,

Я это уже успел понять, но все-таки, начальный участок где-то там есть и вязкого подслоя? Они тут просто им пренебрегли?

[karachun 2 038]

50 минут назад, Кварк сказал:

Понятно, но начальный участок там включает наш вязкий подслой?

Теперь понял про что вы говорили - да, этот вязкий подслой находится внутри ПС.

 

55 минут назад, Кварк сказал:

Я у+ могу в мм выразить? Само значение единицы у+.

А как это вы лихо разделили толщину ПС на 11.6? А если разделить на 5 то толщина поучится больше хотя 5 меньше 11.6.

 

58 минут назад, Кварк сказал:

У+ говорит о центре ячейки же, правильно я понимаю?

А вот здесь я так сразу не отвечу.

[Кварк 126]

1 минуту назад, karachun сказал:

А как это вы лихо разделили толщину ПС на 11.6? А если разделить на 5 то толщина поучится больше хотя 5 меньше 11.6.

Ну 11,6 это ведь кол-во у-плюсов.

5 минут назад, karachun сказал:

А как это вы лихо разделили толщину ПС на 11.6?

Не ПС, а вязкого подслоя.

а что не так?

 

[karachun 2 038]

@Кварк А. все. понял. Я думал что вы где-то взяли толщину пограничного слоя и его разделили. Тогда вопрос снимается.

[Кварк 126]

2 часа назад, karachun сказал:

@Кварк А. все. понял. Я думал что вы где-то взяли толщину пограничного слоя и его разделили. Тогда вопрос снимается.

Где-то тут встретил замечание, что в сложной геометрии погранслой - штука весьма сложно определимая. А вот вязкий подслой постоянен. 

Сложная геометрия, на мой взгляд, это все, кроме труб и пластин мифических. 

2 часа назад, karachun сказал:

@Кварк А. все. понял. Я думал что вы где-то взяли толщину пограничного слоя и его разделили. Тогда вопрос снимается.

Глупый вопрос. Я всё-таки не пойму как корректно с у+ поступить. Могу ли я писать чему он равен в мм? Т.е. Чему равна сама эта у. Е. 

[Кварк 126]

Информация к размышлению. При разбиении у+>5 минимальные касательные напряжения были строго равны нулю. Сейчас идет расчет при у+=1, появились незначительные колебания. 

Изменено 5 сентября 2021 пользователем Кварк

[karachun 2 038]

1 час назад, Кварк сказал:

Глупый вопрос. Я всё-таки не пойму как корректно с у+ поступить. Могу ли я писать чему он равен в мм? Т.е. Чему равна сама эта у.

В принципе да.

[Кварк 126]

51 минуту назад, Кварк сказал:

Информация к размышлению. При разбиении у+>5 минимальные касательные напряжения были строго равны нулю. Сейчас идет расчет при у+=1, появились незначительные колебания. 

Я правильно понимаю, что пристенная функция тут уже не будет использоваться?

[ak762 313]

1 hour ago, Кварк said:

Информация к размышлению.

а как график y+ вывести в СВ, какие кнопки жать?

[Кварк 126]

1 час назад, ak762 сказал:

а как график y+ вывести в СВ, какие кнопки жать?

Не знаю. Это от руки рисовал сам.

[Кварк 126]

17 часов назад, karachun сказал:

А вот здесь я так сразу не отвечу.

На 3-й минуте, кажется говорится о том, что речь идет о центре ячейки.

[karachun 2 038]

3 часа назад, Кварк сказал:

Я правильно понимаю, что пристенная функция тут уже не будет использоваться?

Вот чесно ХЗ, попробуйте написать на форум солидворкса, по английски, может там подскажут. Как оно там на самом деле - только разработчики и знают.

 

Там по ходу вообще свои методы потому что на такой грубой сетке (в том смысле что размер ячейки может только удвоиться) пограничный слой по нормальному не разрешить ни сеткой ни пристеночной функцией которая выполняется только в первой ячейке. Там должен быть другой подход (некое дополнительное условие для нескольких ячеек сразу) и мне его суть неизвестна.

 

26 минут назад, Кварк сказал:

На 3-й минуте, кажется говорится о том, что речь идет о центре ячейки.

Центр ячейки это вообще понятие растяжимое. Например есть Cell Centred и Vertex Centred решатели. Вот Ansys CFX это Vertex Centred и у него сетка которую видит пользователь и сетка которую решает решатель это две большие разницы. И у элементов на стенки центр элемента лежит на этой же стенке и там даже скорости на стенке ненулевые.

 

 

Так что здесь все сложно. Так по логике - у нас все переменные хранятся в центре значит и y+ должен быть там. Но с другой стороны мы же  (пристеночная функция) должны взять интеграл скорости по всей высоте ячейки - и по части ниже центра и по участку выше центра.

 

так что