壁面处理：壁面函数对细化网格【翻译】

翻译自：CFD-online

帖子地址：http://www.cfd-online.com/Forums/openfoam-solving/72131-wall-treatment-wall-function-vs-fine-mesh.html

Gearb0x：

大家好

在我接触更复杂的东西之前，我尝试让一个简单的算例运行起来。我使用simpleFoam求解器计算我的不可压缩湍流。

我的问题在于估算河道的进口和出口之间的压降。

我这样设置边界条件：

—对于压力（p）：我固定进出口的值：p_inlet = X和p_outlet = 0并且查看流量是否与我的实际河道流量相匹配

—对于速度（u）：仅设置壁面为0

现在，对于湍流参数k，nuT，epsilon，...我测试了两个算例：一个使用壁面函数，另一个使用无壁面函数的zerogradient。通常，我的网格已经足够好用来捕捉流动的细节，并通过OpenFOAM的"yPlusRAS"工具来检查，结果见图片。

但是对于使用壁面函数和不使用壁面函数的模拟有巨大的差异并且我不理解为什么两个算例之间会有如此巨大的不同...

你们是否知道我哪里错了？

—P，U和yPlus的结果：

P : http://yfrog.com/j9champpp

U : http://yfrog.com/j9champup

—对于有壁面函数的相同网格下的结果：

P : http://yfrog.com/j9champpfp

U : http://yfrog.com/07champup

yPlus : http://yfrog.com/0ryplusp

bastil：

Quote:

Originally Posted by Gearb0x 

Now, for the turbulent parameters k,nuT, epsilon, ... I test two cases : One with wallfunction and one with zerogradient @walls and no wallfunction. Normally, my mesh is fine enough to capture the details of the flow, I checked with the utilities "yPlusRAS" from openFoam, see the results in the pictures.

这是不正确的。你运行高雷诺数-网格（处处y+>30）算例。在这个算例当中应用壁面函数+合适的湍流模型。否则你需要一个低-雷诺数网格（y+<1）算例。在这个算例当中需要低雷诺数湍流模型。如果简单使用高雷诺数模型是错误的！

另外，你可以比较在低雷诺数模型下不使用壁面函数（似乎你已经有了）和在相同网格下使用壁面函数的结果。在低雷诺数模型下使用壁面函数是错误的。

其他论题是据我所知，在1.6下的低雷诺数模型下使用壁面函数，需要计算nut。

希望这个解释能让你清楚。

祝好 BastiL

Gearb0x：

首先，对你的清楚和有帮助的回答致以巨大的感谢！我将要寻找LaunderSharmaKE湍流模型但是我不能找到使用该模型的对应的案例算例。

这里还有一事不明：

对比无壁面函数的低雷诺数网格算例和有壁面函数的高雷诺数算例是否恰当？

结果应该只有轻微的区别而不是完全不同？我正确吗？

壁面函数的目的是为了节约计算资源和估计被低雷诺数代表的真实情况？

再次感谢帮助！

bastil：

Quote:

Originally Posted by Gearb0x 

There is just one thing I don't understand :
Comparing a low-Re mesh without wall function with High-Re mesh with wall function should be ok... no ? 
Results should be slightrly different but not totally, am I wrong

这个是对的，然而，这意味着你必须创造两套网格而不是同一套网格运行在不同的算例下。

Quote:

Originally Posted by Gearb0x 

Purpose of wall function is to save computational time and to approximate the reality wich is represented here by the low-Re situation, no?

一般而言，是这样的。然而，低雷诺数模型仍然是一个有少量模型假设并不是"真实"的模型。

Gearb0x：

好的！我明白了！

非常感谢快速回答，它很有帮助！