圆柱绕流阻力系数计算偏大怎么回事？

achrliu · 发表于 2011-7-13 22:27

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用Fluent 的LES计算了一个简单二维圆柱，velocity inlet, pressure outlet, 剩下两边symmetric边界。Re=48000和90000两种情况下阻力系数都比文献实验值高，文献数据是1.2以下，我算出来都快1.6了。请教高手应高怎么调整计算。矩形计算区域，定常速度进口，压力出口，上下为对称边界。时间步10-6s

还有想问下Fluent计算的的阻力只是压差阻力吧，忽略了粘性阻力？

Seventy721 · 发表于 2011-7-14 06:45

本帖最后由 Seventy721 于 2011-7-14 06:47 编辑

Fluent计算的的阻力包括压差阻力和粘性阻力。用Report功能就能看到两者的数值。

Seventy721 · 发表于 2011-7-14 06:46

你的参考数值设置的是否正确？还有网格质量如何？边界层网格怎么划分的？

achrliu · 发表于 2011-7-14 08:56

Seventy721 发表于 2011-7-14 06:46

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你的参考数值设置的是否正确？还有网格质量如何？边界层网格怎么划分的？

二维的，depth 取1，length 取直径，Area=1*D,参考速度取来流速度。
采用分块结构化网格，第一次网格厚度取0.005D，以1.01倍径向增长。您看看有问题没，边界条件设置可以吗？

Seventy721 · 发表于 2011-7-15 09:36

本帖最后由 Seventy721 于 2011-7-15 09:38 编辑

你有估算边界层厚度吗？你用的什么near-wall处理？如果用fluent默认的处理方法，则在LES计算中，第一层网格中心节点(centroid)上的y+应该接近1。因为这个厚度是在粘流层内，采用的wall function是线性方程。如果你的第一层网格的y+超过5则会造成较大误差。特别是在力的计算上。如果非要采用比较粗糙的网格计算，那么第一层网格的y+应该略大于30。这个距离是log-law区，而fluent默认情况下会采用log-law来计算。这样计算得到的结果对于外围流场来说是比较准确的，但是你所得到的升力准确度应该还可以，但是曳力将不会很准确，不过可以用y+曲线反推出准确的曳力。如果你的第一层网格的y+不巧在5和30之间，按么外围流畅的计算将不准确，从而无法反推得到准确的力。另外fluent 里面提供一种特殊的基于power law的wall function: Werner and Wengle wall function，在LES下也可以用，但是效果好不好不太清楚。参看Fluent 6.3 用户手册(user's guide) 12.10.6节。

另外，采用periodic 边界条件需要确实这种条件是不是能准确代表你的物理模型。如果你是研究管组，可以采用。还有上游和下游都要留够足够长的空间，起码10D，特别是下游。你的模型里流速较高，根本看不到涡街，只有wake。但是要注意这时候的wake处在什么状态，是稳定的还是不稳定的，有没有周期性。

还有注意跟别人比较的时候看清楚他们的Cd和Cf是瞬时值还是平均值。不要比较错了。

目前我能想到的就这些。你再研究研究，祝好运！

achrliu · 发表于 2011-7-15 11:50

Seventy721 发表于 2011-7-15 09:36

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你有估算边界层厚度吗？你用的什么near-wall处理？如果用fluent默认的处理方法，则在LES计算中，第一层网格 ...

首先很感谢你的解答。好像有几条我确实有问题，比如y+我是2到28之间都有。我只计算单根管，是平均阻力系数。上下边距离管中心都是8D，进出口（上下游分别是8D和17D），我先自己改进计算一下，有问题再向您请教，再次感谢！

Seventy721 · 发表于 2011-7-15 12:52

不客气。祝你的研究顺利！

luhulian · 发表于 2012-4-17 20:06

请问楼主一个问题啊，在做圆柱绕流的风洞试验时，怎么根据圆柱下游尾流的的速度分布，估算风洞的高度？

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[流致振动] 圆柱绕流阻力系数计算偏大怎么回事？

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