openfoam里如何在bossiness假设下实现流体浮力的计算?具体该怎么设置,给出算例
时间: 2024-11-09 12:22:57 浏览: 13
实践作业之OpenFOAM实现cavity算例温度场计算.rar
在OpenFOAM中,要基于伯努利方程(Bossiness假设)来模拟流体浮力,通常是在求解非定常流动(Navier-Stokes 方程组)的同时考虑势能的变化。Bossiness假设假设液体静压力只依赖于高度,即p = ρ * g * h,其中ρ是密度,g是重力加速度,h是位置的高度。
1. **创建一个新的Case**:
- 首先,在OpenFOAM环境中,你需要新建一个case(比如`myFlowCase`),并设置好边界条件和网格。
2. **选择合适的流体力学模型**:
- 确保你在`fvSchemes`文件中选择了正确的压力-速度耦合方案(如PISO算法)和时间步长控制(例如SIMPLE或PIMPLE)。
3. **添加浮体**:
- 创建一个单独的移动物体(immersed boundary)或通过固壁边界条件(wallFunction)来处理浮体边界附近的流速。
4. **定义势能**:
- 在` fvSolution`中的`additionalFields`区域,添加一个`pressurePotential`项,表示浮力势能。这通常是通过定义一个与几何形状相关的源项来完成的:
```c++
fieldset pressurePotential
{
type uniformField;
value rho*g*heightFunctionObject(height);
}
```
这里的`rho`, `g`, 和`heightFunctionObject`需要你根据实际情况替换为相应的值和函数。
5. **更新动量方程**:
- 动量方程中会加入浮力项,形式上相当于`Fb = -dp/dz`。在`fvScalarTransport`文件中,对于浮力项(Buoyancy term),你会看到类似 `-div(pressureGradient + pressurePotential)`的表达式。
6. **设置控制体积**:
- 如果使用移动物体,可能需要设置移动体边界条件(MOF),并在`fvMesh`部分配置移动体网格更新规则。
7. **运行计算**:
- 运行`simpleFoam`或其他适合的 solver 来求解整个过程。
注意:Bossiness假设适用于理想情况下的静水浮力,如果你要考虑更复杂的流体动力学效应,可能需要使用更精确的方法,如RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes)或者LES(Large Eddy Simulation)。
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