CFD - срыв вихрей. Нужно понимание.

[Jesse 979]

26 минут назад, karachun сказал:

Значит еще не достигнута сеточная сходимость. Результат не должен зависеть от сетки.

не. Я к тому, о чём ты и автор топика говорили в 3-4 постах. Менее регулярная сетка действительно провоцирует неустойчивость. Да и даже в FEM это проявляется на каких-нибудь гибких железках в нелинейных расчётах. А в cfd этот эффект, наверно, ещё сильнее выражен...

 

15 часов назад, karachun сказал:

http://cfd.mace.manchester.ac.uk/ercoftac/doku.php?id=all_cases

грубо говоря, это сайт с набором экспериментальных данных для валидации расчётов вычисл-й гидродинамики, верно?
Ну, на досуге надо бы как-нибудь потестить этот уступ..
Судя по этим данным из питерского курса лекций для k-e всё не так плохо в плане расчёта уступа

Хотя говорят, что k-e не очень в расчётах течений с положительным градиентом давления и отрывных течениях, или если есть каналы с большой кривизной. А для внешней аэродинамики наоборот хвалят. Поэтому я решил Кармана глянуть..)

[karachun 2 038]

2 часа назад, Jesse сказал:

Менее регулярная сетка действительно провоцирует неустойчивость.

Да но результаты от такой грубой сетки годятся только для перезапуска на мелкой. Раз там крупные элементы гасят вихри.

 

2 часа назад, Jesse сказал:

грубо говоря, это сайт с набором экспериментальных данных для валидации расчётов вычисл-й гидродинамики, верно?

Да и еще там есть ссылка на другие базы данных от других институтов.
http://cfd.mace.manchester.ac.uk/ercoftac/doku.php?id=database-links

 

2 часа назад, Jesse сказал:

Судя по этим данным из питерского курса лекций для k-e всё не так плохо в плане расчёта уступа

А здесь и не должно быть плохо, это же резкое расширение, точка отрыва потока будет в вершине уступа. Тут все определено заранее. Это не профиль крыла с большим углом атаки.

[Jesse 979]

42 минуты назад, karachun сказал:

результаты от такой грубой сетки годятся только для перезапуска на мелкой. Раз там крупные элементы гасят вихри.

ну мелких вихрей у нас то и не будет физически. Течение ламинарное. И решатель ламинарный, то есть сеткой мы разрешаем только крупномасштабное среднее течение. Мы из эксперимента или аналитически как то можем узнать характерный размер вихря и разрешить его сеткой как следует.
Или я чего то не понимаю?

господа, а что скажете насчёт этого Argos2D? кто-то полноценно юзал его?
На вики https://en.wikipedia.org/wiki/Agros2D написано, что есть пре/пост проц. И используется не МКО, а МКЭ с высоким порядком элемента

[karachun 2 038]

4 часа назад, Jesse сказал:

Мы из эксперимента или аналитически как то можем узнать характерный размер вихря и разрешить его сеткой как следует.

Нет, наверное только последовательно уменьшать сетку и смотреть как изменяются число Струхаля и коэффициенты лобового сопротивления и подъемной силы.
Основной принцип - сетка должна быть достаточно мелкой чтобы эти параметры не менялись при измельчении сетки.

[Jesse 979]

08.09.2022 в 22:20, karachun сказал:

Нет, наверное только последовательно уменьшать сетку и смотреть как изменяются число Струхаля и коэффициенты лобового сопротивления и подъемной силы.
Основной принцип - сетка должна быть достаточно мелкой чтобы эти параметры не менялись при измельчении сетки.

согласен.

Я скорее имел в виду, что в случае турбулентного течения мы в принципе заранее не сможем выбрать размер ячейки, без множества расчётов для установления сеточной сходимости. А в случае ламинарного решения для каких то ситуаций могут существовать рекомендации выбора для размера ячейки. Примерно как в прочности мы же говорим типа "для оценки НДС в случае изгиба пластины достаточно 3-4 квадратичных КЭ на толщину". И эта рекомендация работает для всех пластин.

Вот тут , например, чел говорит про Rule of thumb 'minimum 3-5 cell across gap'.

https://youtu.be/7XTqnS24_ys?t=53

Правда не оговоривается откуда это и ламинарное ли это течение..))
 

 

[karachun 2 038]

Но все равно это можно подтвердить только пересчитав модель на еще более подробной сетке и показав что результаты практически не изменились.

[Jesse 979]

10.09.2022 в 17:28, karachun сказал:

Но все равно это можно подтвердить только пересчитав модель на еще более подробной сетке и показав что результаты практически не изменились.

Так. Есть сеточная сходимость. Также проверяют на возмущения от границ - проводят расчёты с разной длиной входного и выходного областей. А делают ли анализ сходимости на разные величины интенсивности/энергии начальной турбулентности и характерный масштаб начальной турбулентности? 
Ну во всяких пористых средах и прочее там наверняка смысла не имеет (потому что течение ламинарное или даже "криповое"), а вот при обтекании крыла и всяких тел там должно влиять...
На цилиндре пока значительных изменений не вижу.

[karachun 2 038]

45 минут назад, Jesse сказал:

А делают ли анализ сходимости на разные величины интенсивности/энергии начальной турбулентности и характерный масштаб начальной турбулентности?

Нет, это же параметр потока, как температура. Это как в механике пытаться для демпфирования получить сходимость.
Эти параметры нужно сразу постараться принять близкими к реальности. например для труб есть примеры интенсивности турбулентности:

https://www.cfd-online.com/Wiki/Turbulence_intensity#Estimating_the_turbulence_intensity

Для продувки в аэродинамической трубе можно поискать параметры у похожих установок.

Изменено 13 сентября 2022 пользователем karachun

[Jesse 979]

3 минуты назад, karachun сказал:

ти параметры нужно сразу постараться принять близкими к реальности. например для труб есть примеры интенсивности турбулентности:

https://www.cfd-online.com/Wiki/Turbulence_intensity#Estimating_the_turbulence_intensity

да там блин такой разброс бывает.. Т.е. в этом же вся соль в оценках по порядку величины - попасть в нужный порядок. А то что при этом в 5 раз может отличаться то что ты задал и что есть в реальности - это "норма".....

Собственно, поэтому думалось может какие то значения берут, когда выходные параметры почти не меняются

[karachun 2 038]

23 часа назад, Jesse сказал:

Собственно, поэтому думалось может какие то значения берут, когда выходные параметры почти не меняются

Если ничего неизвестно то для открытого течения можно задать и нулевую интенсивность (тело движется в неподвижной атмосфере) а для закрытого течения подбирать интенсивность по числу Рейнольдса или по другим rule of thumb ссылку на которые я скидывал выше.

[Jesse 979]

1 час назад, karachun сказал:

Если ничего неизвестно то для открытого течения можно задать и нулевую интенсивность (тело движется в неподвижной атмосфере)

тогда как я понимаю, главное чтоб в уравнениях модели был член, отвечающий за производство энергии турбулентности (как в k-e). Иначе , без начальной турбулентности, у нас вообще не будет турбулентности в потоке

[karachun 2 038]

@Jesse Да так и есть, иначе бы эти модели турбулентности были ни на то не годные. Так как обычно у нас на входе уже установившееся течение и там нет каких-то огромных вихрей. А возникают они уже в зоне интереса.

[Jesse 979]

Ещё такой вопрос: насколько верно использовать циклическую, 2D или любую другую симметрию, если цель вытащить интегральные хар=ки типа расхода или силы, действующую на тело? Сформулирую так: при несильной турбулентности в первом приближении есть резон делать такие расчёты? Так то турбулентность всегда трёхмерна, дело известное, и симметрии нарушаются. Но вот насколько обычно разница бывает?

[Foksmen 17]

14.09.2022 в 12:43, Jesse сказал:

тогда как я понимаю, главное чтоб в уравнениях модели был член, отвечающий за производство энергии турбулентности (как в k-e). Иначе , без начальной турбулентности, у нас вообще не будет турбулентности в потоке

Если использовать LES модель, то вполне может возникнуть и с нулевой начальной турбулентностью. Точнее с нулевыми пульсациями скорости на входе, т.к. уравнения для кинетической энергии турбулентности в этой модели нет.  

[karachun 2 038]

3 часа назад, Jesse сказал:

Ещё такой вопрос: насколько верно использовать циклическую, 2D или любую другую симметрию, если цель вытащить интегральные хар=ки типа расхода или силы, действующую на тело?

Тут наверное только сравнивая с трехмерной моделью в каждом конкретном случае. Так прямо обобщить для всех случаев не получится.

[Jesse 979]

21 час назад, karachun сказал:

Тут наверное только сравнивая с трехмерной моделью в каждом конкретном случае. Так прямо обобщить для всех случаев не получится.

ну в любом случае, наверно, лишним не будет просчитать за минуту в 2Д и посмотреть что вообще получается (хотя бы +-30%) в плане расхода и прочее. Хотя сильно приближённо такие штуки вручную высчитываются. А потом запустить часовой расчёт в 3Д и идти пить чай

 

23 часа назад, Foksmen сказал:

Если использовать LES модель, то вполне может возникнуть и с нулевой начальной турбулентностью. Точнее с нулевыми пульсациями скорости на входе, т.к. уравнения для кинетической энергии турбулентности в этой модели нет.  

ну да. В LES ведь разрешаются большие пульсации (вихри). Т.е. там мгновенное крупномасштабное поле скорости и давления теряет устойчивость.
Вообще, глобально и кратко говоря про схожесть и разницу между LES и URANS, то и в обоих случаях используется фильтр: в URANS турбулентные флуктуации отфильтровываются от среднего крупномасштабного поля течения (в предположении что это самое среднее течение вообще существует); 

а в LES мы отфильтровываем мелкие вихри, которые моделируются, от мгновенного поля, которое разрешается. Т.е. тут мы уже не осредняем. Пока что я так понимаю всё это дело...

Ещё заметил, что время в URANS какое-то сюрреальное, т.е. те же дорожки у меня появляются в разное время на разных сетках и других изменяемых параметрах. Порой проходило даже минут 10 расчётного времени, чтобы увидеть дорожку. В реальности же они, понятное дело, возникают за пару секунд. В LES, наверняка,тоже появляются быстро. Видимо разница из-за осреднения в URANS.

@Foksmen, вот интересное сравнение. Как раз отобразили график энергии турбулентности

 

[Foksmen 17]

18.09.2022 в 14:02, Jesse сказал:

Вообще, глобально и кратко говоря про схожесть и разницу между LES и URANS, то и в обоих случаях используется фильтр: в URANS турбулентные флуктуации отфильтровываются от среднего крупномасштабного поля течения (в предположении что это самое среднее течение вообще существует); 

а в LES мы отфильтровываем мелкие вихри, которые моделируются, от мгновенного поля, которое разрешается. Т.е. тут мы уже не осредняем. Пока что я так понимаю всё это дело...

Схожесть может в том, что в LES (в моделях вихревой вязкости, например Смагоринского) так же используется эффективная вязкость. 

 

Но подсеточная вязкость считается (в RANS-URANS - турбулентная) по другому и не требует ввода дополнительных уравнений

 

Изменено 19 сентября 2022 пользователем Foksmen

[Foksmen 17]

Заметь в формулу входит размер фильтра (размер расчётной ячейки) .

[Foksmen 17]

Возник вопрос на примере следующего поля течения.

 

 

Собственно, судя по приведённым линиям тока, вихрей в потоке не наблюдается. Можно ли сказать, что наблюдается дорожка Кармана? Или больше похоже на "след" от дорожки? 

[a_schelyaev 371]

Сетку покажите