CFD Online Discussion Forums

CFD Online Discussion Forums (https://www.cfd-online.com/Forums/)
-   OpenFOAM (https://www.cfd-online.com/Forums/openfoam/)
-   -   Unphysical pressure in channel Poiseuille flow (https://www.cfd-online.com/Forums/openfoam/250512-unphysical-pressure-channel-poiseuille-flow.html)

nikovasi June 21, 2023 08:08

Unphysical pressure in channel Poiseuille flow
 
3 Attachment(s)
Hi guys,

I'm trying to solve the steady-state laminar compresible Poiseuille flow through a 2D channel using rhoSimpleFoam.

The rhoSimpleFoam solver converges and for the most part the solution looks reasonable as seen in the attached images. However, taking a closer look at the outlet, a weird behaviour is seen for the pressure.

I have tried using a finer mesh and also played around with fvSchemes and fvSolution controls but this behaviour persists and even becomes worse in some cases.

I have also tried rhoPimpleFoam. In that case, when steady-state is reached, I don't get the exact same behaviour seen with rhoSimpleFoam but the pressure shows a "wavy" profile near the outlet.

Since this is a pretty simple case I expect that someone else has encountered something similar? Any help will be greatly appreciated. Thanks!


blockMeshDict

Code:

/*---------------------------------------------------------------------------*\
| =========                |                                                |
| \\      /  F ield        | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox          |
|  \\    /  O peration    | Version:  1.7.1                                |
|  \\  /    A nd          | Web:      www.OpenFOAM.com                      |
|    \\/    M anipulation  |                                                |
\*---------------------------------------------------------------------------*/

FoamFile
{
    version        2.0;
    format          ascii;

    root            "";
    case            "";
    instance        "";
    local          "";

    class          dictionary;
    object          blockMeshDict;
}

// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

scale 1e0;


vertices
(
    (0      0    0)
    (2e-5  0    0)
    (2e-5  5e-7  0)
    (0      5e-7  0)
    (0      0    5e-8)
    (2e-5  0    5e-8)
    (2e-5  5e-7  5e-8)
    (0      5e-7  5e-8)
);

blocks
(
hex (0 1 2 3 4 5 6 7) dsmcZone (1000 50 1) simpleGrading (1 1 1)
);

boundary
(

    inlet
    {
        type patch;
        faces
        (
        (0 4 7 3)
        );
    }

    outlet
    {
        type patch;
        faces
        (
        (1 2 6 5)
        );
    }
    wall
    {
        type wall;
        faces
        (
        (7 6 2 3)
        ); 
    }   
    symmetry
    {
        type symmetryPlane;
        faces
        (
        (4 5 1 0)
        ); 
    }
    empty
    {
        type empty;
        faces
        (
        (4 5 6 7)
        (0 3 2 1)
        );
    }
   
);

mergePatchPairs
(
);


// ************************************************************************* //

thermoProperties

Code:

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                |                                                |
| \\      /  F ield        | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox          |
|  \\    /  O peration    | Version:  2.4.0                                |
|  \\  /    A nd          | Web:      www.OpenFOAM.org                      |
|    \\/    M anipulation  |                                                |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version    2.0;
    format      ascii;
    class      dictionary;
    location    "constant";
    object      thermophysicalProperties;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

thermoType
{
    type            hePsiThermo;
    mixture        pureMixture;
    transport      const;
    thermo          hConst;
    equationOfState perfectGas;
    specie          specie;
    energy          sensibleInternalEnergy;
}

mixture
{
    specie
    {
        molWeight  39.93;
    }
    thermodynamics
    {
        Cp        520.33;
        Hf          0;
    }
    transport
    {
        mu        2.117e-5;
        Pr          0.666667;
    }
}


// ************************************************************************* //

p
Code:

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                |                                                |
| \\      /  F ield        | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox          |
|  \\    /  O peration    | Version:  2206                                  |
|  \\  /    A nd          | Website:  www.openfoam.com                      |
|    \\/    M anipulation  |                                                |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version    2.0;
    format      ascii;
    arch        "LSB;label=32;scalar=64";
    class      volScalarField;
    location    "0";
    object      p;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

dimensions      [1 -1 -2 0 0 0 0];

internalField  uniform 20000;


boundaryField
{
    inlet
    {
        type            totalPressure;
        gamma          1.66667;
        p0              uniform 100000;
        value          uniform 100000;
    }
    outlet
    {
        type            fixedValue;
        value          uniform 20000;
    }
    wall
    {
        type            zeroGradient;
    }
    symmetry
    {
        type            symmetryPlane;
    }
    empty
    {
        type            empty;
    }
}

// ************************************************************************* //

T
Code:

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                |                                                |
| \\      /  F ield        | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox          |
|  \\    /  O peration    | Version:  2206                                  |
|  \\  /    A nd          | Website:  www.openfoam.com                      |
|    \\/    M anipulation  |                                                |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version    2.0;
    format      ascii;
    arch        "LSB;label=32;scalar=64";
    class      volScalarField;
    location    "0";
    object      T;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

dimensions      [0 0 0 1 0 0 0];

internalField  uniform 300;

boundaryField
{
    inlet
    {
        type            totalTemperature;
        gamma          1.66667;
        T0              uniform 300;
        value          uniform 300;
    }
    outlet
    {
        type            zeroGradient;
    }
    wall
    {
        type            fixedValue;
        value          uniform 300;
    }
    symmetry
    {
        type            symmetryPlane;
    }
    empty
    {
        type            empty;
    }
}

// ************************************************************************* //

U
Code:

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                |                                                |
| \\      /  F ield        | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox          |
|  \\    /  O peration    | Version:  2206                                  |
|  \\  /    A nd          | Website:  www.openfoam.com                      |
|    \\/    M anipulation  |                                                |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version    2.0;
    format      ascii;
    arch        "LSB;label=32;scalar=64";
    class      volVectorField;
    location    "0";
    object      U;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

dimensions      [0 1 -1 0 0 0 0];

internalField  uniform (0 0 0);

boundaryField
{
    inlet
    {
        type            pressureInletVelocity;
        value          uniform (0 0 0);
    }
    outlet
    {
        type            zeroGradient;
    }
    wall
    {
        type            fixedValue;
        value          uniform (0 0 0);
    }
    symmetry
    {
        type            symmetryPlane;
    }
    empty
    {
        type            empty;
    }
}

// ************************************************************************* //

fvSchemes
Code:

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                |                                                |
| \\      /  F ield        | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox          |
|  \\    /  O peration    | Version:  v2206                                |
|  \\  /    A nd          | Website:  www.openfoam.com                      |
|    \\/    M anipulation  |                                                |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version    2.0;
    format      ascii;
    class      dictionary;
    object      fvSchemes;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

ddtSchemes
{
    default        steadyState;
}

gradSchemes
{
    default        Gauss linear;
}

divSchemes
{
    default        Gauss linear;

    div(((rho*nuEff)*dev2(T(grad(U)))))      Gauss linear;
}

laplacianSchemes
{
    default        Gauss linear corrected;
}

interpolationSchemes
{
    default        linear;
}

snGradSchemes
{
    default        corrected;
}

wallDist
{
    method meshWave;
}

// ************************************************************************* //

fvSolution
Code:

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                |                                                |
| \\      /  F ield        | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox          |
|  \\    /  O peration    | Version:  v2206                                |
|  \\  /    A nd          | Website:  www.openfoam.com                      |
|    \\/    M anipulation  |                                                |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version    2.0;
    format      ascii;
    class      dictionary;
    object      fvSolution;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

solvers
{
    p
    {
        solver          GAMG;
        smoother        GaussSeidel;
        nSweeps        2;
        tolerance      1e-06;
        relTol          0.0;
        minIter        3;
        maxIter        100;
        nCellsInCoarsestLevel 100;
    }

    "(U|e)"
    {
        solver          PBiCGStab;
        preconditioner  DILU;
        minIter        3;
        maxIter        100;
        tolerance      1e-8;
        relTol          0.0;
    }

}

SIMPLE
{

    momentumPredictor          yes;
    transonic                  yes;
    nNonOrthogonalCorrectors    1;
    turbOnFinalIterOnly        false;

    residualControl
    {
        p      1e-5;
        U      1e-7;
        e      1e-6;
    }   

}

relaxationFactors
{
    equations
    {
        p      0.3;
        U      0.7;
        e      0.7;
    }
}

// ************************************************************************* //



All times are GMT -4. The time now is 02:28.