管道流量的简单标准测试用例

计算科学 流体动力学 开放式泡沫
2021-12-19 05:03:58

原始问题

我正在熟悉 OpenFOAM 并想运行一个简单的管道流案例。

测试用例示意图

我希望能够将我的计算管道流量结果与一个成熟的案例(如盖子驱动的腔体流量艾哈迈德的身体)进行比较:给定某些L,D,v1,p2(气氛)和μ,ρ液体,什么Up我期望得到的领域。网上的信息似乎很少(1 , 2 );特别是对输入和预期输出有明确的定义。

更新

我在 OpenFOAM 中设置了一个案例,使用:

  • D=0.0008m
  • L=0.02m
  • v=0.1m/s
  • p2=0Pa
  • μ=0.001Ns/m2(在 OpenFOAM 中一入运动粘度ν=0.000001m2/s)

求解器给了我一个解决方案p1=0.1Pa.

Re=ρvDμ=80(流动是层流的),所以(正如@Bill 提到的)我可以使用 Hagen-Poiseuille 方程dp=128μLvAπD4. 它给了我一个预测p1=100Pa-- 比模拟结果高 1000 倍。该值似乎是正确的,但幅度存在问题,但我无法发现发生混淆的位置。据我所知,OpenFOAM 在 SI 中运行。

下面是管道内压力分布的截图。 在此处输入图像描述

1个回答

正如评论中所讨论的,流体密度很可能是罪魁祸首。如果您使用的是不可压缩求解器,例如icoFoamsimpleFoampimpleFoam,则不使用密度。如果你看一下上述求解器的源代码,你会发现没有任何密度的参考。此外,在案例设置中,压力场将具有压力除以密度的维度。

OpenFOAM 在需要知道的基础上运行,它从案例文件中读取它需要的信息,而忽略案例文件的所有其他内容。因此,即使您在 transportProperties 中指定了密度,不可压缩求解器也将始终求解除以密度的流体运动方程。