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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 仿真模拟 » FLUENT & CFX » 介质为空气的圆柱绕流无法生成卡门涡街
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ytyyutianyun

木虫 (小有名气)

[求助] 介质为空气的圆柱绕流无法生成卡门涡街 已有1人参与

在做3d前，我先考虑2d没想到不像水，空气工况下，2d情况也无法获得卡门涡街，请虫友门传授一下经验，谢谢

我的工况是 300X300X1000mm, 圆柱直径1mm(没法改，我们要求就是这样小)。

画好网格后，用如下参数

我设置fluent参数为：2dpp  材料：空气。 来流速度为1.33m/s。

solver: unsteady--2nd-order-implicity
under-relaxation: pressure 0.1
residual convergence-criteria 1.0e-18 1.0e-18 1.0e-18
Solution controls 为： SIMPLEC, Pressure : second order, Momentum: first order upwind

时间步长一开始：0.001， 算了1100步，之后时间步长改为：5.0e-5， 算了1100步
得到如下图，






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    • 2013-12-12 15:19:06, 165.71 K

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1楼 2013-12-12 15:25:07
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onesupeng

金虫 (职业作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
ytyyutianyun: 金币+10, ★★★★★最佳答案, 谢谢你的热心帮助，非常感谢 2013-12-13 09:19:33
物理上说，雷诺数决定流动现象，你要有涡脱落，雷诺数需要Re>48~50的样子。由于商业软件一般耗散性都比较大，所以一般需要更大Re，才有涡脱落现象。

在圆柱绕流中，Re=rho*U*D/\mu，其中rho是流体密度，U是来流速度，\mu是流体的粘性系数。所以不要什么空气不空气，根据定义，Re一样，无论你用的什么介质，在低速流动中结果都是一致的。

另一方面，由于商业软件耗散比较大，所以如果你想看到更真实的流动现象，Solution controls里面的Momentum选项用 second order upwind 或者second order central scheme（如果有的话）。因为upwind本身是耗散性比较强的格式，它有助于数值稳定性，但是有时候却因为耗散性太大，使得本来是非定常的，都搞成定长流动了。
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2楼2013-12-12 17:00:26
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ytyyutianyun

木虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by onesupeng at 2013-12-12 17:00:26
物理上说，雷诺数决定流动现象，你要有涡脱落，雷诺数需要Re>48~50的样子。由于商业软件一般耗散性都比较大，所以一般需要更大Re，才有涡脱落现象。

在圆柱绕流中，Re=rho*U*D/\mu，其中rho是流体密度，U是来 ...

谢谢，也就是说，不是看材质，看粘性
比如我这个工况

Re=1.33*1e-3*1.225/1.7894e-05=91.06符号绕流条件

1.如果三维，可否选大涡模拟（Bounded Central Differencing）而不是second order upwind

2.在麻烦问一下，时间步长这样可行否
时间步长一开始：0.001， 算了1100步，之后时间步长改为：5.0e-5， 算了1100步
主要文献实验测到的200Hz, 因此 1/200=5e-3, 然后根在除以100.所以5.0e-5

谢谢
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3楼2013-12-12 17:33:05
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ytyyutianyun

木虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by onesupeng at 2013-12-12 17:00:26
物理上说，雷诺数决定流动现象，你要有涡脱落，雷诺数需要Re>48~50的样子。由于商业软件一般耗散性都比较大，所以一般需要更大Re，才有涡脱落现象。

在圆柱绕流中，Re=rho*U*D/\mu，其中rho是流体密度，U是来 ...

改了second order upwind还是不行，会不会我的网格问题

对长方体300X1000mm, 对短边分30，长边100，导致间隔为10mm
而圆柱直径1mm，分60，导致间隔约等于0.052mm。

会不会差别太大？
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4楼2013-12-12 18:50:06
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onesupeng

金虫 (职业作家)
引用回帖:
3楼: Originally posted by ytyyutianyun at 2013-12-12 17:33:05
谢谢，也就是说，不是看材质，看粘性
比如我这个工况

Re=1.33*1e-3*1.225/1.7894e-05=91.06符号绕流条件

1.如果三维，可否选大涡模拟（Bounded Central Differencing）而不是second order upwind

2.在麻 ...

关于网格和dt。按照经验，壁面附近网格的高度（沿法向）大约是D/sqrt(Re)/n (n=3~5), sqrt是开方。

dt你也用无量纲的dt看看，即大约dt=0.001*D/U左右，这个你看时间离散几阶的了。时间大约模拟200*D/U的样子，才会得到比较稳定的结果
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5楼2013-12-13 04:46:40
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ytyyutianyun

木虫 (小有名气)
引用回帖:
5楼: Originally posted by onesupeng at 2013-12-13 04:46:40
关于网格和dt。按照经验，壁面附近网格的高度（沿法向）大约是D/sqrt(Re)/n (n=3~5), sqrt是开方。

dt你也用无量纲的dt看看，即大约dt=0.001*D/U左右，这个你看时间离散几阶的了。时间大约模拟200*D/U的样子，才 ...

1.壁面附近网格的高度是不是指边界层网格设置。

2.了解了，不过我的工况dt=1e-6, 总时间=0.2，要算20万步，计算机要算1年。因此可不可以分时间步长，比如时间步长一开始：0.001， 算了2000步，之后时间步长改为：5.0e-5， 算2100步，这样可行否？
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6楼2013-12-13 09:24:04
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ytyyutianyun

木虫 (小有名气)
引用回帖:
5楼: Originally posted by onesupeng at 2013-12-13 04:46:40
关于网格和dt。按照经验，壁面附近网格的高度（沿法向）大约是D/sqrt(Re)/n (n=3~5), sqrt是开方。

dt你也用无量纲的dt看看，即大约dt=0.001*D/U左右，这个你看时间离散几阶的了。时间大约模拟200*D/U的样子，才 ...

对了，有可能我误解了
引用回帖:
时间大约模拟200*D/U的样子

此时间是总时间呢还是我说的先用较大的时间步长算到的时间，谢谢
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7楼2013-12-13 09:27:12
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onesupeng

金虫 (职业作家)
引用回帖:
7楼: Originally posted by ytyyutianyun at 2013-12-13 09:27:12
对了，有可能我误解了


此时间是总时间呢还是我说的先用较大的时间步长算到的时间，谢谢...

总时间
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8楼2013-12-14 08:49:27
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ytyyutianyun

木虫 (小有名气)
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8楼: Originally posted by onesupeng at 2013-12-14 08:49:27
总时间...

谢谢
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9楼2013-12-14 16:05:23
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