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简版NS方程用于CFD有完备性问题?这篇论文有看法

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发表于 2023-6-1 13:21:54 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 fatpigking 于 2023-6-1 13:27 编辑

看了一篇论文,观点非常新颖,认为NS方程用于CFD有角动量损失的缺陷。全文逻辑严密,有理论分析且给出解决方案。通过仿真计算,揭示传统方法损失了角动量,而新方法克服了角动量损失问题。甚至理论推导了传统方法角动量损失的大小,并且与数值仿真结果高度匹配!由于其观点挑战常识,因此发帖请教各高手鉴定。

1.理论依据
众所周知,相对于角动量,NS方程是平动量方程。那么在NS方程控制的流场里,如何确保流动是符合角动量守恒的呢。论文表示,经典理论是利用本构方程实现的:本构方程的建立条件就是,假定了无限小物质的表面是力矩平衡的。通过在NS方程的粘性项中引入本构方程,从而确保角动量的守恒(平衡的力矩不改变角动量)。
但是论文很快又指出,多数时候用于CFD的简化版NS方程,其中的本构方程在简化过程中被消去了。因此,简版NS方程不含本构方程,模拟出的流场是不满足角动量守恒定律的!

                               
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=========简化的NS方程

2.解决方案
为了克服这个问题,论文在二维情况下给出了新解决方案,通过增加一个角动量方程以确保角动量守恒。具体方法此处省略。

3.效果展示
论文做了简单的对比模拟计算。证明常规方法计算结果确实有力矩不平衡的问题(角动量不守恒),文中提供的新方法克服了这个问题,而且给出的流场分布有所不同。更让人惊奇的是,论文理论推导给出了NS方程流场残余力矩的大小(“等于粘性系数与流场涡环量的乘积”),与数值模拟结果符合很好!
由于论文过于奇葩,特向各老师请教,如何评价这个论文。

论文名叫有限体积法的粘性力矩问题及其改进》,获取链接在此https://pan.baidu.com/s/1yrucFbevfpb1QLjX2Hl0qw?pwd=qatp
无法下载的留言邮箱,看见了会发过去。

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