OpenFOAM的泊肃叶流动算例

OpenFOAM的泊肃叶流动算例

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泊肃叶流动是流体力学里面一个基本算例，排在库埃特流动后面。其应用很广（管道流动），有理论解，经常被用来验证算例、测试算法等。本文介绍如何用OpenFOAM复现泊肃叶流动。解析解的形式：

从公式可以看出，当y=0（管道中间）时，相对速度取最大值1.5。

1. 网格建立blockMeshDict

计算域是一个宽度为H的长方形，长度任意：

 用blockMesh命令生成网格。

2. 设置算例参数

这个算例比较简单。在constant/transportProperties那设置laminar，速度边界条件是速度进口，零梯度出口，压强边界条件是零梯度入口，零压强出口。在fvScheme那将ddt格式设置为steadystate。在fvSolution那设置好Simple的收敛值。

3. 运行

输入simpleFoam运行算例，直到收敛即可。

4. 后处理

新建一个文件夹Ugraph，如下所示：

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*=========                 |\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox\    /   O peration     |\  /    A nd           | Website:  www.openfoam\/     M anipulation  |
-------------------------------------------------------------------------------
DescriptionWrites graph data for specified fields along a line, specified by startand end points.*---------------------------------------------------------------------------*/start   (0.02 -0.0025 0);
end     (0.02 0.0025 0);
fields  (U);// Sampling and I/O settings
interpolationScheme cellPoint;setFormat   raw;setConfig
{type    uniform;   // midPoint, midPointAndFaceaxis    distance;  // x, y, z, xyznPoints 40;
}// Override settings here, e.g.
setConfig
{axis y;
}// Must be last entry
#includeEtc "caseDicts/postProcessing/graphs/graph.cfg"// ************************************************************************* //

然后终端输入postProcess -func Ugraph，帮助沿y轴采样一条线上的速度，然后用tecplot查看：

如图所示，y=0时速度刚好是1.5，算例复现成功。