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sixDoFRigidBodyMotion如何续算?

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    Perseus
    写于 最后由 编辑
    #1

    大家好,请问大家在使用sixDoFRigidBodyMotion进行流固耦合的时候,在仿真完毕之后如果想要续算是怎么设置的?

    我使用的是OpenFOAM V2306,使用的求解以下是我的dynamicMeshDict文件:

    /*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
    | =========                 |                                                 |
    | \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox           |
    |  \\    /   O peration     | Version:  v1912                                 |
    |   \\  /    A nd           | Website:  www.openfoam.com                      |
    |    \\/     M anipulation  |                                                 |
    \*---------------------------------------------------------------------------*/
    FoamFile
    {
        version     2.0;
        format      ascii;
        class       dictionary;
        object      dynamicMeshDict;
    }
    // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
    
    dynamicFvMesh   dynamicOversetFvMesh;
    
    motionSolverLibs (sixDoFRigidBodyMotion);
    
    motionSolver    sixDoFRigidBodyMotion;
    
    dynamicFvMesh       dynamicOversetFvMesh;
    
    
    sixDoFRigidBodyMotionCoeffs
    {
        patches         (cylinder);
        innerDistance   100;
        outerDistance   101;
    
        mass            10;
       centreOfMass    (0.0 0.0 0.0);
       momentOfInertia (1 1 1.5625);
       g               (0 0 0);
       rho             rhoInf;
       rhoInf          1;
       report          on;
    
       solver
       {
           type Newmark;
       }
    
       constraints
       {
        yLine
        {
           sixDoFRigidBodyMotionConstraint   line;
           direction ( 0 1 0);
        }
        rotation
        {
            sixDoFRigidBodyMotionConstraint axis;
            axis (0 0 1);
        }
       }
    
      restraints
      {
          spring1
          {
              sixDoFRigidBodyMotionRestraint linearSpring;
    
              anchor          (0.0 0.0 0.0);
              refAttachmentPt (0.0 0.0 0.0);
              stiffness       10.96622711232151;
              damping         0.6283185307179585;
              restLength      0;
          }
          spring2
          {
           sixDoFRigidBodyMotionRestraint        linearAxialAngularSpring;
           axis                                  (0 0 1);
           stiffness                             1.7134729863002358;
           damping                               0.09817477042468103;
          }
      }
    }
    // ************************************************************************* //
    

    以下是正常仿真300s之后的log.overPimpleDyMFoam中最后一步和sixDoFRigidMotion和overset有关的输出:

    Restraint spring1:  attachmentPt - anchor (0 -0.367945 0) spring length 0.367945 force (-0 4.0584 -0)
    Restraint spring2:  angle 0.516284 moment (0 0 -0.883591)
    6-DoF rigid body motion
        Centre of rotation: (0 -0.368716 0)
        Centre of mass: (0 -0.368716 0)
        Orientation: (0.869769 -0.493459 0 0.493459 0.869769 0 0 0 1)
        Linear velocity: (0 -0.372264 0)
        Angular velocity: (0 0 -0.107739)
    inverseDistance : detected 2 mesh regions
        zone:0 nCells:50721  voxels:(40 40 1) bb:(16.9781 3.77358 -0.500006) (20.9906 8.00001 0.500006)
        zone:1 nCells:2280  voxels:(40 40 1) bb:(-72 -40 -2.50004) (-40 -24 -1.49996)
    Overset analysis : nCells : 53001
        calculated   : 52701
        interpolated : 189 (from local:0  mixed local/remote:0  remote:189)
        hole         : 111
    

    如果我想续算,直接修改controlDict中的endTime显然是会出现问题的,它会使用原来的dynamicMeshDict中的数据作为300s的初值,导致计算无法正常进行。

    而如果我参照最后一步的输出修改dynamicMeshDict文件:

    /*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
    | =========                 |                                                 |
    | \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox           |
    |  \\    /   O peration     | Version:  v1912                                 |
    |   \\  /    A nd           | Website:  www.openfoam.com                      |
    |    \\/     M anipulation  |                                                 |
    \*---------------------------------------------------------------------------*/
    FoamFile
    {
        version     2.0;
        format      ascii;
        class       dictionary;
        object      dynamicMeshDict;
    }
    // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
    
    dynamicFvMesh   dynamicOversetFvMesh;
    
    motionSolverLibs (sixDoFRigidBodyMotion);
    
    motionSolver    sixDoFRigidBodyMotion;
    
    
    sixDoFRigidBodyMotionCoeffs
    {
        patches         (cylinder);
        innerDistance   100;
        outerDistance   101;
    
        mass            10;
       // centreOfMass    (0.0 0.0 0.0);
       centreOfMass    (0 -0.368716 0);
       momentOfInertia (1 1 1.5625);
       orientation (0.869769 -0.493459 0 0.493459 0.869769 0 0 0 1);
       velocity   (0 -0.372264 0);
       angularMomentum  (0 0 -0.1683421875);
       // angularVelocity (0 0 -0.107739);
    
       g               (0 0 0);
       rho             rhoInf;
       rhoInf          1;
       report          on;
    
       solver
       {
           type Newmark;
       }
    
       constraints
       {
        yLine
        {
           sixDoFRigidBodyMotionConstraint   line;
           direction ( 0 1 0);
        }
        rotation
        {
            sixDoFRigidBodyMotionConstraint axis;
            axis (0 0 1);
        }
       }
    
      restraints
      {
          spring1
          {
              sixDoFRigidBodyMotionRestraint linearSpring;
    
              anchor          (0.0 0.0 0.0);
              // anchor          (0 -0.368716 0);
              // refAttachmentPt (0.0 0.0 0.0);
              refAttachmentPt    (0 -0.368716 0);
              stiffness       10.96622711232151;
              damping         0.06283185307179585;
              restLength      0;
          }
          spring2
          {
           sixDoFRigidBodyMotionRestraint        linearAxialAngularSpring;
           axis                                  (0 0 1);
           stiffness                             1.7134729863002358;
           damping                               0.009817477042468103;
           // referenceOrientation                  0;
          }
      }
    }
    // ************************************************************************* //
    

    首先根据最后一步的数据修改dynamicMeshDict文件我不知道会不会带来新的误差,然后这种方法也没有明显效果,以下是修改后续算的第一步输出:

    
    Restraint spring1:  attachmentPt - anchor (0 -0.368716 0) spring length 0.368716 force (-0 4.06681 -0)
    Restraint spring2:  angle 0.516062 moment (0 0 -0.883201)
    6-DoF rigid body motion
        Centre of rotation: (0 -0.369639 0)
        Centre of mass: (0 -0.369639 0)
        Orientation: (0.869901 -0.493226 0 0.493226 0.869901 0 0 0 1)
        Linear velocity: (0 -0.371839 0)
        Angular velocity: (0 0 -0.10837)
    inverseDistance : detected 2 mesh regions
        zone:0 nCells:50721  voxels:(230 230 1) bb:(-8.00004 -8.00004 -0.500036) (24 8.00004 0.500036)
        zone:1 nCells:2280  voxels:(230 230 1) bb:(-0.999904 -1.00093 -0.500003) (1.0001 0.99908 0.500003)
    Overset analysis : nCells : 53001
        calculated   : 52683
        interpolated : 202 (from local:202  mixed local/remote:0  remote:0)
        hole         : 109
    

    6-DoF相关的输出,通过修改dynamicMeshDict已经和前面比较接近了,但是zone 0, zone 1相关的输出有些差异,同时力系数突然变得很大:

    forceCoeffs forceCoeffs write:
        Coefficient	Total	Pressure	Viscous	Internal
        Cd:	-734104	-733933	-171.164	0
        Cd(f):	-367052	-366966	-85.5821	0
        Cd(r):	-367052	-366966	-85.5821	0
        Cl:	-458471	-457934	-537.556	0
        Cl(f):	-295374	-294999	-375.408	0
        Cl(r):	-163097	-162935	-162.148	0
        CmPitch:	-66138.8	-66032.2	-106.63	0
        CmRoll:	-7.89329e-15	-7.89337e-15	7.8177e-20	0
        CmYaw:	8.40485e-15	8.40299e-15	1.86337e-18	0
        Cs:	2.00416e-14	2.00378e-14	3.83127e-18	0
        Cs(f):	1.84257e-14	1.84219e-14	3.779e-18	0
        Cs(r):	1.61596e-15	1.61591e-15	5.22695e-20	0
    
        writing force and moment coefficient files.
    

    导致后续计算无法正常进行(时间步长变得很短)。

    所以我想请教一下大家在使用sixDoFRigidMotion进行流固耦合仿真的时候,如果想要续算有什么好方法吗?因为似乎openfoam没有保存sixDoFRigidMotion的相关参数(如质心位置、速度、加速度等)。

    1 条回复 最后回复
  • Z 离线
    Z 离线
    z597288
    写于 最后由 编辑
    #2

    老师您好,我想请问一下关于字典中关键词的含义
    innerDistance 100;
    outerDistance 101;

    再找到的一个介绍中这样解释:innerDistance 内的任何内容直接将网格节点作为刚体移动。在innerDistance 和outerDistance 之间,网格节点变形。在outerDistance 之外,不会发生变形。outerDisatance永远大于innerDistance。

    想请问一下老师,这个数值单位是m(米)吗,如果是,这个距离远大于建立的模型的尺寸,我在很多算例都看见是这么设置的,那么这两个关键词的意义是什么。

    1 条回复 最后回复

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