equationOfState perfectFluid 状态方程中的理想流体

chnrdu · 2022 年7 月 20 日 08:25

OpenFOAM version: v1812
Case: tutorials/multiphase/reactingTwoPhaseEulerFoam/RAS/bubbleColumn
File: constant/thermophysicalProperties.water

FoamFile
{
    version     2.0;
    format      ascii;
    class       dictionary;
    location    "constant";
    object      thermophysicalProperties.water;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

thermoType
{
    type            heRhoThermo;
    mixture         pureMixture;
    transport       const;
    thermo          hConst;
    equationOfState perfectFluid;
    specie          specie;
    energy          sensibleInternalEnergy;
}

mixture
{
    specie
    {
        molWeight   18;          // 分子量
    }
    equationOfState
    {
        R           3000;        // 体积模量
        rho0        1027;        // 参考密度
    }
    thermodynamics
    {
        Cp          4195;        // 定热容
        Hf          0;
    }
    transport
    {
        mu          8.891e-4;    // 动力粘度
        Pr          2.289;
    }
}

equationOfState perfectFluid 状态方程：理想流体
参考源代码 src/thermophysicalModels/specie/equationOfState/perfectFluid/perfectFluidI.H

template<class Specie>
inline Foam::scalar Foam::perfectFluid<Specie>::rho(scalar p, scalar T) const
{
    return rho0_ + p/(this->R()*T);
}

\rho = \rho_0 + \frac{p}{RT}

式中， p 为压力， R 为一常数， T 为温度，OpenFOAM 认为压缩性系数 \psi=\dfrac{d \rho}{d p} in m²s^-2，对于气体来说 \psi=1/(RT) 。而对于液体来说，Tobermory [1] 认为 R 没有任何实际意义。

然而，这样使用的可能原因是，为了在编程上使用了类，基于类的继承性，从而确保了统一性？

实际上，应当设置参数 \psi

\rho = \rho_0 + \psi(p-p_0)

thermal conductivity 热导率 \kappa=C_p \mu/Pr in W/(m.k)

References