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
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