fluent、梯度风、建筑群风环境、湍流粘度比受限

liutik

在做关于建筑群风环境的fluent模拟时，使用梯度风后计算总是提示湍流粘度比受限，使用固定风速则不会出现此问题。

最大网格尺寸10m，建筑表面边界层0.02，符合y+，膨胀比1.2，梯度风公式3.5*（z/10）^0.22。
请求各位老师帮忙，感激不尽。

周华

可以把粘度比的极限值调大一些，有些计算在开始几步残差比较大，过了这几步就正常了。

liutik

周华 发表于 2022-6-1 11:01
可以把粘度比的极限值调大一些，有些计算在开始几步残差比较大，过了这几步就正常了。

谢谢老师的解答，但是我调大极限值之后计算结果似乎误差很大，建筑前迎风区域有部分风速异常增大区域，此时已计算10小时以上，连续性残差在-4左右，调回极限值依然有粘度比受限提示，且受限区域数量持续增大，而且为什么使用固定风速时不会出现异常。感谢您的回复，谢谢。

周华

liutik 发表于 2022-6-1 16:29
谢谢老师的解答，但是我调大极限值之后计算结果似乎误差很大，建筑前迎风区域有部分风速异常增大区域，此 ...

不知道你求解器和湍流模型怎么设置的，另外网格质量如何，这几个方面出现问题也会导致粘度比过大的问题。

liutik

周华 发表于 2022-6-1 21:24
不知道你求解器和湍流模型怎么设置的，另外网格质量如何，这几个方面出现问题也会导致粘度比过大的问题。

速度入口：#include"udf.h"
DEFINE_PROFILE(inlet,thread,index)
{
  real x[ND_ND];
  real z;
  face_t f;
  begin_f_loop(f,thread)
  {
    F_CENTROID(x,f,thread);
    z=x[2];
    F_PROFILE(f,thread,index)=3.5*pow(z/10,0.22);
  }
  end_f_loop(f,thread)
}
出口为压力出口：表压为0
地面及建筑物墙面为光滑无滑移边界
外流场其余三面为对称边界条件
初始湍动能为：#include"udf.h"
DEFINE_PROFILE(k_profile,thread,index)
{
  real x[ND_ND];
  real z,ti,um;
  face_t f;
  begin_f_loop(f,thread)
  {
    F_CENTROID(x,f,thread);
    z=x[2];
    ti=0.16*pow(8000000,-0.125);
    um=3.5*pow(z/10,0.22);
    F_PROFILE(f,thread,index)=1.5*pow(um*ti,2);
  }
  end_f_loop(f,thread)
}
初始湍流耗散率为：#include"udf.h"
DEFINE_PROFILE(E_profile,thread,index)
{
  real x[ND_ND];
  real z,ti,um,k;
  face_t f;
  begin_f_loop(f,thread)
  {
    F_CENTROID(x,f,thread);
    z=x[2];  
    ti=0.16*pow(8000000,-0.125);
    um=3.5*pow(z/10,0.22);  
    k=1.5*pow(um*ti,2);
    F_PROFILE(f,thread,index)=pow(0.09,3/4)*pow(k,3/2)/3.5;
   }
  end_f_loop(f,thread)
}   
建筑物为50*50*50的立方体，流场为1000*550*200的长方体，建筑距入口距离为250m
其余部分满足日本建筑学会测算的建筑风环境模拟办法

liutik

周华 发表于 2022-6-1 21:24
不知道你求解器和湍流模型怎么设置的，另外网格质量如何，这几个方面出现问题也会导致粘度比过大的问题。

使用标准k-e模型，标准壁面函数

liutik

周华 发表于 2022-6-1 21:24
不知道你求解器和湍流模型怎么设置的，另外网格质量如何，这几个方面出现问题也会导致粘度比过大的问题。

SIMPLE离散格式，gradient为least squares cell based格式，pressure为second order，其余为二阶迎风

liutik

周华 发表于 2022-6-1 21:24
不知道你求解器和湍流模型怎么设置的，另外网格质量如何，这几个方面出现问题也会导致粘度比过大的问题。

网格质量皆为六面体网格，无翘曲变形，纵横比在50以内，非常感谢您的帮助，谢谢老师，谢谢

周华

liutik 发表于 2022-6-1 21:45
SIMPLE离散格式，gradient为least squares cell based格式，pressure为second order，其余为二阶迎风

开始阶段的计算先不要用二阶格式，二阶格式稳定性不好，所以建议你先用一阶格式算出稳定解，再改成二阶格式继续计算。

周华

另外SIMPLE算法也不是很好，可以考虑改用SIMPLER或SIMPLEC。

liutik

周华 发表于 2022-6-2 09:37
另外SIMPLE算法也不是很好，可以考虑改用SIMPLER或SIMPLEC。

谢谢您的回复，结果还是有问题，受限问题依然出现，使用梯度风后此问题总是出现在连续性收敛到-2左右的时候，然后就会快速恶化，感谢您的帮助，谢谢。

liutik

周华 发表于 2022-6-2 09:37
另外SIMPLE算法也不是很好，可以考虑改用SIMPLER或SIMPLEC。

亚松弛因子，离散格式，网格疏密都试过不同的方法，但还是出现此问题，但将外流场中的建筑拿掉之后，问题就会消失