「讨论」STAR CCM+计算管道湍流流动压降的问题

昨天更新的案例【STAR CCM+案例】03：管道内湍流流动压降计算，引发了众多小伙伴们的讨论，今天来补充说明一些问题。

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写在前头

首先必须声明，我与ANSYS公司没有任何利益上的瓜葛。有人留言说我在借贬低STAR CCM+来宣扬Fluent，这真的是冤枉我了。说明一下，我个人目前在高校就职，并非为ANSYS打工。我们单位购买了ANSYS，也同时购买了STAR CCM+，所以不存在为谁宣传打广告的问题。就我个人来讲，工作过程中Fluent和STAR CCM+都有在使用，并不存在厚此薄彼的问题。就如我留言中所回复，STAR CCM+是一款优点和缺点非常鲜明的软件。之所以把Fluent扯进来，是因为STAR CCM+的计算结果与验证数据相去甚多。相互映照的目的是为了找到STAR CCM+的正确打开方式。

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案例数据

案例数据来自于ANSYS提供的验证文档，我不否认可能会存在ANSYS为推广其软件而对案例中的网格进行照顾的事情存在。但是大多数情况下文档中提供的网格并没有进行特别的加密和优化处理，就如上期案例中的网格来说，官方提供的网格局部放大如下图所示，可以说网格是非常低劣的。然而Fluent在如此低劣的网格上依然能获得高质量的计算结果，这就很能够说明一些问题了。

之所以选用Fluent验证文档中提供的数据，主要原因还是找不到其他的数据来验证。记得以前STAR CCM+也提供了验证文档，然后里面毛数据都没有给，让人不怎么放心。毕竟有数据才有真相，图形图表都是虚妄。

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关于压降

有网友留言说STAR CCM+中提供的Pressure Drop是基于mass flow的，让改成Surface Average，然而这个并不是重点，改了之后压降值只相差几十Pa，几乎可以忽略不计了。通常在新版本STAR CCM+中统计压降，都是直接使用Pressure Drop，老版本才统计进出口压力值然后求差。

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低雷诺数阻尼修正

感谢网友乔英杰的留言，启用SST K-w模型下的Low Re Damping modification。

也许这个是最终的答案了。激活该选项后，得到的计算结果比较接近目标值。

计算得到的压降值为：20968.11 Pa，如下图所示。

与莫迪图计算得到的压降21744 Pa相比，误差3.5%，基本可以接受，剩下的精度损失可以通过网格来弥补。（这里使用的依然是Fluent验证文档中提供的网格）

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关于网格

有网友留言说，将网格加密，增加边界层，控制边界层网格层间比率，计算结果能够与目标值接近。但我觉得网格应该不应该是主要误差源。

网格这东西属于锦上添花的那种，通常构造好的网格能够提高收敛性，提高计算精度，但差的计算网格，只要计算收敛，一般情况下应该是能够与目标值比较接近的。

如果发现改善网格对结果影响不大，那一般情况下原因就不在网格上了，多半是模型选择的问题了。

个人认为：在计算误差中，模型误差起码占6成，离散误差占3成，网格引起的误差最多占1成。

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后续工作

摸清楚这个低雷诺数阻尼修正是个什么鬼，如果依赖项这么强的话，应该默认选中才是。等搞懂了再来给各位汇报。

再次感谢各位留言参与讨论的小伙伴们！同时也向三更半夜不睡觉就为喷两句的无脑喷子们致敬！

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道