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Matze7 June 18, 2013 08:31

Numerical instabilities due to temperature at inlet
 
Hi Foamers,

I have a problem with my simulation case.
I want to simulate a flow through a cube with 1.5 m/s.
The temperature of the cube is 1373 K, the inflow should have 1573 K.

I use buoyantSimpleFoam and kEpsilon.

If I set the inlet-temp. to 1373 K everything works fine.

If i set the inlet.-temp. to 1573 K numerical instabilities at the inlet occure. The temperature in some areas rises quite high, respectively drops.

I have no idea why, I guess something in my BCs is wrong.

The BCs are:

Code:

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                |                                                |
| \\      /  F ield        | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox          |
|  \\    /  O peration    | Version:  2.2.0                                |
|  \\  /    A nd          | Web:      www.OpenFOAM.org                      |
|    \\/    M anipulation  |                                                |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version    2.0;
    format      ascii;
    class      volScalarField;
    location    "0";
    object      epsilon;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
dimensions      [0 2 -3 0 0 0 0];
internalField  uniform 1.505e-4;
boundaryField
{
    baseleft
    {
        type            compressible::epsilonWallFunction;
        value          uniform 1.505e-4;
    }
    baseright
    {
        type            compressible::epsilonWallFunction;
        value          uniform 1.505e-4;
    }
    sides
    {
        type            compressible::epsilonWallFunction;
        value          uniform 1.505e-4;
    }
    back
    {
        type            fixedValue;
        value          uniform 1.505e-4;
    }
    outlet
    {
        type            zeroGradient;
    }
}


Code:

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                |                                                |
| \\      /  F ield        | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox          |
|  \\    /  O peration    | Version:  2.1.1                                |
|  \\  /    A nd          | Web:      www.OpenFOAM.org                      |
|    \\/    M anipulation  |                                                |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version    2.0;
    format      ascii;
    class      volScalarField;
    location    "0";
    object      k;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //dimensions      [0 2 -2 0 0 0 0];
internalField  uniform 2.383e-3;
boundaryField
{
    baseleft
    {
        type            compressible::kqRWallFunction;
        value          uniform 2.383e-3;
    } 
    baseright
    {
        type            compressible::kqRWallFunction;
        value          uniform 2.383e-3;
    } 
    sides
    {
        type            compressible::kqRWallFunction;
        value          uniform 2.383e-3;
    }
    back
    {
      type            fixedValue;
        value          uniform 2.383e-3;
    }
    outlet
    {
        type            zeroGradient;
    }
}


Code:

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                |                                                |
| \\      /  F ield        | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox          |
|  \\    /  O peration    | Version:  2.1.1                                |
|  \\  /    A nd          | Web:      www.OpenFOAM.org                      |
|    \\/    M anipulation  |                                                |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version    2.0;
    format      ascii;
    class      volScalarField;
    location    "0";
    object      p;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //dimensions      [ 1 -1 -2 0 0 0 0 ];
internalField  uniform 101325;
boundaryField
{
    baseleft
    {
        type            zeroGradient;
    } 
    baseright
    {
        type            zeroGradient;
    } 
    sides
    {
        type            zeroGradient;
    }
    back
    {
        type            zeroGradient;
    }
    outlet
    {
        type            fixedValue;
        value          uniform 101325;
    }
}

Code:

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                |                                                |
| \\      /  F ield        | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox          |
|  \\    /  O peration    | Version:  2.1.1                                |
|  \\  /    A nd          | Web:      www.OpenFOAM.org                      |
|    \\/    M anipulation  |                                                |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version    2.0;
    format      ascii;
    class      volScalarField;
    location    "0";
    object      p_rgh;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //dimensions      [ 1 -1 -2 0 0 0 0 ];
internalField  uniform 101325;
boundaryField
{
    baseleft
    {
        type            zeroGradient;
    } 
    baseright
    {
        type            zeroGradient;
    } 
    sides
    {
        type            zeroGradient;
    }
    back
    {
        type            zeroGradient;
    }
    outlet
    {
        type            fixedValue;
        value          uniform 101325;
    }
}


Code:

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                |                                                |
| \\      /  F ield        | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox          |
|  \\    /  O peration    | Version:  2.1.1                                |
|  \\  /    A nd          | Web:      www.OpenFOAM.org                      |
|    \\/    M anipulation  |                                                |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version    2.0;
    format      ascii;
    class      volScalarField;
    location    "0";
    object      T;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //dimensions      [0 0 0 1 0 0 0];
internalField  uniform 1373;
boundaryField
{
    ".*"
    {
        type            fixedValue;
        value          uniform 1373;
    }
    back
    {       
    type            fixedValue;
        value          uniform 1373;
    }
    outlet
    {
      type            zeroGradient;
    }
}


Code:

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                |                                                |
| \\      /  F ield        | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox          |
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|  \\  /    A nd          | Web:      www.OpenFOAM.org                      |
|    \\/    M anipulation  |                                                |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version    2.0;
    format      ascii;
    class      volVectorField;
    location    "0";
    object      U;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //dimensions      [0 1 -1 0 0 0 0];
internalField  uniform (0 0 0);
boundaryField
{
    ".*"
    {
        type            fixedValue;
        value          uniform (0 0 0);
    }
    back
    {
        type            fixedValue;
        value          uniform (0 0 -1.5);
    }
    outlet
    {
        type            zeroGradient;
    }
}


Does anyone have an idea what is wrong??

Many thanks in advance,

regards


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