OpenFOAM——冲击斜坡

本算例来自《ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual》中的VMFL045: Oblique Shock Over an Inclined Ramp

 

来流大概为2.5马赫数，转换为来流速度为852.68m/s

物性参数：

密度：理想气体

导热系数：0.0242W/(m·K)

动力黏度：1×10^-8kg/(m·s)

比热容：1006.43J/(kg·K)

普朗特数：0.00041588

针对超音速流动，采用可压缩稳态求解器的收敛性很差，所以我们采用可压缩瞬态求解器rhoCentralFoam

首先进行建模操作，任何建模软件均可，本算例采用ICEM直接建模，生成网格，缩放网格，然后利用OpenFOAM下转化网格，划分完成的网格如下：

 

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：shock

然后进入OpenFOAM的安装目录，将安装目录下的forwardStep算例（我的目录为opt/openfoam5/tutorials/compressible/rhoCentralFoam/forwardStep）下的0文件夹、constant文件夹和system文件夹拷贝到shock文件夹下，然后删除system目录下的blockMeshDict文件，因为我们利用OpenFOAM的命令转化.msh文件为OpenFOAM能接受的网格文件。

然后我们将刚才我们生成的.msh网格拷贝到shock文件夹下。在算例文件夹下打开终端，由于是二维模型，我们输入fluentMeshToFoam命令：

网格转换完成以后，我们打开constant目录下的polyMesh文件夹，对其中的boundary文件进行编辑，将SYM边界的Type改为symmetry，记得后面一定要跟上分号，否则后面计算会报错

我们打开constant文件夹下的thermophysicalProperties文件，内容修改如下：

接下来，修改turbulenceProperties文件的内容如下：

转入0文件夹

p文件当中的内容如下： 

U文件当中的内容如下：

T文件当中的内容如下：

接着我们设置system文件夹下的controlDict文件：

为了保证求解的稳定，我们开启adjustTimeStep，并且将最大库朗数设置为0.1

fvSchemes文件修改如下：

fvSolution文件修改如下：

为了加快求解速度我们采用并行计算，我们采用pyFoam来对算例进行分块，我们在终端中输入如下命令分块：

所以在终端中输入如下命令开始计算： 

 

为了后面后处理的方便，我们在终端中输入如下命令：

 将最终结果分割后的场和网格重新合并

我们在终端中输入如下命令： 

从而获取马赫数

速度云图

在最新的ParaView当中我们可以采用以下的方法来支持中文的注释

为了与试验数据相对比，我们进行如下操作： 

我们选取x=0.38 m, y=0.14 m点的数据与试验数据进行对比 

实验结果与计算结果对比