OpenFOAM——高空腔内的湍流自然对流

本算例来自《ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual》中的VMFL052: Turbulent Natural Convection Inside a Tall Cavity

格比较密集，高度方向设置了2000个节点，宽度方向上设置了100个节点，在导出 格的同时，我们对 格进行了缩放。建议在导出 格的时候就缩放 格，避免在后面的操作中，由于忘记缩放 格，导致计算出错

接下来转入OpenFOAM的操作：

首先新建一个文件夹，名字任取，用来作为算例文件夹，本算例中我将该文件夹命名为：Tall_Cavity 

说明一下：

beta表示热膨胀系数，一般取为三百分之一（0.003）

Tref表示参考温度，这里我们取为两壁面温度的算术平均值，这里填写298.05

Pr表示普朗特数，这里我们根据上面的物性参数填写0.705

最后的湍流普朗特数根据实验得到，一般不用改动

 接下来，修改turbulenceProperties文件的内容如下：

     alpha文件当中的内容如下：

           p_rgh文件当中内容如下： 

将T.org的文件名修改为T,当中的内容如下： 

k文件当中的内容如下： 

说明一下：

在壁面处，k应该为0。这里我们使用了壁面函数。

k表示湍动能，计算公式为：

其中：u_avg为平均速度

      I为湍流强度

    湍流强度的计算公式为：

    式中：Re表示雷诺数

    为何一般初始湍流强度设置为5%，可参考Launder B E, Spalding D B. The numerical computation of turbulent flow Computer methods in applied mechanics and engineering[J]. Над?йшла до редакц?? 04.12. 2009 р, 1974.

MLA(文章链接：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0045782574900292)

omega文件当中的内容如下：

说明一下：

omega表示比耗散率，计算公式如下：

式中：C_μ为0.09

      k为湍动能

      l为特征长度

nut文件内容如下：

说明一下：

nut表示湍流粘度，其计算公式为：

接着我们设置controlDict文件

fvSchemes文件修改如下：

fvSolution文件修改如下：

为了加快计算速度，我们进行并行计算，回到算例文件夹下的system目录，新建一个decomposeParDict字典，其中的内容：

打开终端，输入decomposePar进行分块

由于我安装了PyFoam来实时输出残差，所以在终端中输入pyFoamPlotRunner.py –clear mpirun -np 4 buoyantBoussinesqSimpleFoam -parallel开始计算：

等到计算结束

将计算结果导入paraview里面进行处理 

计算结果与实验数据对比：

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