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Hallo!
Es wurde ja schon einmal angesprochen und in einigen Threads diskutiert, aber ich bekomme mein bounding k und bounding epsilon Problem einfach nicht gelöst.

Ich möchte eine Turbulenzrechnung durchführen und verwende dazu den simpleFoam solver und das RNG k-epsilon Modell.
Für ein recht grobes Netz (400k Zellen) hat es wunderbar funktioniert. Jetzt möchte ich es noch mit 800k Zellen rechnen, aber leider funktioniert es nicht bei den gleichen Einstellungen.
Nun hab ich schon Stabilisierungsmaßnahmen durchprobiert und Abschätzungen der Initialisierungswerte, aber es kommt immer wieder zum Abbruch.
Vielleicht könnt Ihr ja einen Blick auf die Dateien werfen oder habt eine Idee, was meine Rechnung zum Laufen bringen könnte:
U

Code:

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internalField  uniform (0 0 -1);
boundaryField
{
    inlet
    {
        type            fixedValue;
        value          uniform (0 0 -1);
    }
    outlet
    {
        type            zeroGradient;
    }

---

p

Code:

---

dimensions      [0 2 -2 0 0 0 0];
internalField  uniform 0;
boundaryField
{
    inlet
    {
        type            zeroGradient;
    }
    outlet
    {
        type            fixedValue;
        value          uniform 476.2;
    }

---

k

Code:

---

dimensions      [0 2 -2 0 0 0 0];
internalField  uniform 0.0004;
boundaryField
{
    inlet
    {
        type            turbulentIntensityKineticEnergyInlet;
        intensity      0.15;
        value          uniform 0.036504;
    }
    outlet
    {
        type            zeroGradient;
    }

---

epsilon

Code:

---

dimensions      [0 2 -3 0 0 0 0];
internalField  uniform 10;
boundaryField
{
    inlet
    {
        type            turbulentMixingLengthDissipationRateInlet;
        mixingLength 0.005;
value uniform 200;
    }
    outlet
    {
        type            zeroGradient;
    }

---

nut

Code:

---

internalField  uniform 0.1;
boundaryField
{
    inlet
    {
        type            freestream;
        freestreamValue uniform 0.1;
        value          uniform 0.1;
    }
    outlet
    {
        type            freestream;
        freestreamValue uniform 0.1;
        value          uniform 0.1;
    }

---

fvSchemes

Code:

---

ddtSchemes
{
    default steadyState;
}
gradSchemes
{
    default        Gauss linear;
    grad(p)        Gauss linear;
    grad(U)        Gauss linear;
}
divSchemes
{
    default        none;
    div(phi,U)      Gauss upwind;
    div(phi,k)      Gauss upwind;
    div(phi,epsilon) Gauss upwind;
    div(phi,R)      Gauss upwind;
    div(R)          Gauss linear;
    div((nuEff*dev(grad(U).T()))) Gauss linear;
}
laplacianSchemes
{
    default        none;
    laplacian(nuEff,U) Gauss linear corrected;
    laplacian((1|A(U)),p) Gauss linear corrected;
    laplacian(DkEff,k) Gauss linear corrected;
    laplacian(DepsilonEff,epsilon) Gauss linear corrected;
    laplacian(DREff,R) Gauss linear corrected;
}
interpolationSchemes
{
    default        linear;
    interpolate(U)  linear;
}
snGradSchemes
{
    default        corrected;
}
fluxRequired
{
    default        no;
    p;
}

---

fvSolution

Code:

---

solvers
{
    p PCG
    {
        preconditioner  DIC;
        tolerance        1e-06;
        relTol          0.01;
    };
    U PBiCG
    {
        preconditioner  DILU;
        tolerance        1e-05;
        relTol          0.1;
    };
    k PBiCG
    {
        preconditioner  DILU;
        tolerance        1e-05;
        relTol          0.1;
    };
    epsilon PBiCG
    {
        preconditioner  DILU;
        tolerance        1e-05;
        relTol          0.1;
    };
    R PBiCG
    {
        preconditioner  DILU;
        tolerance        1e-05;
        relTol          0.1;
    };
   
}
SIMPLE
{
    nNonOrthogonalCorrectors 1;
}
relaxationFactors
{
    p              0.2;
    U              0.7;
    k              0.5;
    epsilon        0.5;
    R              0.7;
}

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Maschinenbau-Student mit Vertiefungsrichtung "Angewandte Mechanik"

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Hi,

"bounding" ist nicht unbedingt ein Fehler, wenn die Werte klein bleiben.

Versuche mal folgendes:
- kleine Relaxations-Faktoren für k und epsilon: 0.05

Gruß Thomas

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Okay hab vielen Dank! Ich hab die Rechnung jetzt mal mit den veränderten URF gestartet und die epsilon residuen steigen auf jeden Fall langsamer...
Bei anderen Rechnungen hatte ich auch schon bounding bis ca. 10e+6. Das verschwand aber irgendwann und die Rechnung sind durchgelaufen. Kann man dann trotzdem auf die Ergebnisse vertrauen, wenn dieses bounding zwischendurch aufgetreten ist?

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Maschinenbau-Student mit Vertiefungsrichtung "Angewandte Mechanik"

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Hallo,
also ich hab jetzt schon einige Dinge probiert und mal läuft die Rechnung länger mal kürzer, aber immer bricht sie irgendwann ab, wegen bounding k oder epsilon bei einer zahl von 10^100...
Ich hab gelesen, dass das bounding Problem meistens von den BCs der Größen k und epsilon abhängt. Was sind denn eigentlich die besten Randbedingungen? Man kann ja doch zwischen verschiedenen wählen.
Steht und fällt denn die Rechnung mit der richtigen Abschätzung? Ich habs wie im OF UserGuide 1.5 gemacht, bin mir aber nicht, ob ich die richtigen Annahmen verwendet habe...
Im Moment sehen meine k und epsilon Dateien im 0-Verzeichnis wie folgt aus:
k

Code:

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internalField  uniform 0.0003;

boundaryField
{
    inlet
    {
        type            fixedValue;
        value          uniform 0.0003;
    }
    outlet
    {
        type            zeroGradient;
    }

---

epsilon

Code:

---

internalField  uniform 1.35e-4;

boundaryField
{
    inlet
    {
        type            fixedValue;
        value          uniform 1.35e-4;
    }
    outlet
    {
        type            zeroGradient;
    }

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Maschinenbau-Student mit Vertiefungsrichtung "Angewandte Mechanik"

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Hallo bephi,

vielleicht ist das k-Epsilon-Turbulenzmodell für deine Anwendung auch gar nicht geeignet und du solltest dir andere Modelle auch mal ansehen.

Wenn dein Netz sehr klein geworden ist, könntest du auch mal mit LES rechnen und schauen, ob sich da was ändert...

Gruß Thomas

 

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Hi Thomas,

im Prinzip hab ich eine plötzliche Querschnittsverengung von 11mm auf 1,7 mm und dahinter wieder 55mm, also einen Freistrahl.
Ich habe gelesen, dass das RNG_k_eps-Modell, das ich verwende, gut zum Abbilden von Turbulenzen in Wandnähe geeignet sei. Das realizable soll wohl gute Werte für einen Freistrahl liefern. Da das realizable allerdings unphysikalische Lösungen lieferte und das RNG deutlich schnell convergierte, entschied ich mich zunächst für das RNG. LES ist aber auf jeden Fall auch eine Idee und würde mich interessieren.
Ich hab 3 Netzte erstellt (coarse 414k Elem., intermediate 864k Elem., fine 1,321M Elem.)! Welches Netz würdest du für LES vorschlagen?

Viele Grüße!

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Maschinenbau-Student mit Vertiefungsrichtung "Angewandte Mechanik"

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Hi,
versuch es einfach mal mit k-w SST zum Vergleich. Auch die erste Rechnung mit 400k Zellen um zu sehen inwieweit das Ergebnis mit dem RNG übereinstimmt.

Gruß
ThomasS

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Hallo,

hast du schon einmal probiert, epsilon im internalField auf einen sehr hohen Startwert (ca. 1e4 bis 1e5) zu setzen? Im Lauf der Rechnung sollte es sich dann auf realistische Werte reduzieren. Das hat bei mir oftmals die Konvergenz stark verbessert.

Generell ist mir dein Problem bekannt, bei mir trat es insbesondere in Verbindung mit Tet-Meshes auf. Kürzlich hatte ich einen Fall, eine Innenströmung lokal stark unterschiedlicher Turbulenz, bei der ich trotz entsprechender Maßnahmen (nonOrthoCorrectors, Anpassung der Diskretisierungs-Schemata) mit k-E-Modellen keine adäquate Konvergenz erreichen konnte.

Die Lösung brachte der Umstieg auf ein geeigneteres Turbulenzmodell (wie es Thomas schon vorgeschlagen hat), wobei ich dieses Modell (hier k-Omega SST) schon zu Beginn verwendet habe und die Rechnung mit k-E realizable nur für einen Vergleich mit Fluent vorgesehen war. Dort gab es allerdings keine Konvergenzprobleme bei identischem Netz und BCs.

Viele Grüße
Johannes

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Okay ich schmeiß das k-omega SST mal über das Wochenende an und schau, wie sich die Werte verändern. Viele Grüße und schöne Pfingste an alle!

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Maschinenbau-Student mit Vertiefungsrichtung "Angewandte Mechanik"

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