OpenFOAM 粘弹性流体求解器rheoTool
一 rheoTool简介
针对广义牛顿流体(GNF)和粘弹性流体的压力驱动、电驱动、分子动力学和两相流动等求解,Pimenta等人基于openFOAM开发了软件包rheoTool
。该安装包需要of60或of70或foam-extend 4.0的版本。
在增强稳定性方面引入了对数重构算法,对流项数值格式引入了CUBISTA。
二 求解器对应理论
该软件包的详细理论方面可参考:
(1)压力驱动: Pimenta F. et al., Stabilization of an open-source finite-volume solver for viscoelastic fluid flows. 2017, J. Non-Newtonian Fluid Mechhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0377025716303329?via%3Dihubhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0377025716303329?via%3Dihub
(2) 电驱动:
Pimenta F. et al., Numerical simulation of electrically-driven flows using OpenFOAM. 2018.https://arxiv.org/abs/1802.02843https://arxiv.org/abs/1802.02843(3)传热:
Pimenta F. et al, Conjugate heat transfer in the unbounded flow of a viscoelastic fluid past a sphere. 2020https://arxiv.org/abs/2004.14235https://arxiv.org/abs/2004.14235(4)分子动力学:
Pimenta F. et al. Optimization of flow-focusing devices for homogeneous extensional flow. 2018.https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5037472https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5037472(5)官方教程(第二章是详细安装方法)
rheoTool安装包/doc/rheoTool user_guide.pdf
三 官方应用实例
四 应用该求解器的近期相关文献
(1)单相弹性不稳定性
十字槽道
Davoodi, M.; Domingues, A.; Poole, R. Control of a purely elastic symmetry-breaking flow instability in cross-slot geometries. J. Fluid Mech. 2019, 881, 1123-1157, doi:10.1017/jfm.2019.781.
单圆柱绕流
Peng, S.; Li, J.Y.; Xiong, Y.L.; Xu, X.Y.; Yu, P. Numerical simulation of two-dimensional unsteady Giesekus flow over a circular cylinder. Journal Of Non-Newtonian Fluid Mechanics 2021, 294, doi:10.1016/j.jnnfm.2021.104571
(2)两相弹性不稳定性
Davoodi, M.; Houston, G.; Downie, J.; Oliveira, M.S.N.; Poole, R.J. Stabilization of purely elastic instabilities in cross-slot geometries. J. Fluid Mech. 2021, 922, doi:10.1017/jfm.2021.473.
五 其他亮点
未来版本可能会增添许多实用功能,其中之一是rheoTestFoam,该求解器计划可以实现导入实验数据进去,自动拟合出最匹配的本构方程类型,同时给出对应的流变参数,方便进行模拟再现真实流体的流变物性。
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