fluent软件的使用6.pptVIP

近壁区网格要求 标准的壁面函数: k–ε模型 RSM模型 非平衡的壁面函数: k–ε模型 RSM模型 加强的壁面函数 k–ε模型 RSM模型 k–ω模型（默认均采用） 近壁网格单元尺寸的估算 对于平板，湍流摩擦力系数的幂指数定律为 第一层网格单元与壁面之间的距离，可以通过选择合适的 y+ 和整体雷诺数进行计算 对于管流，类似地有 壁面函数总结 在CFD工程应用中，壁面函数是最为经济的边界层处理方法。 标准的壁面函数适用于简单的剪切流，非平衡的壁面函数对于较大压力梯度和分离的情况有所改进。 增强的壁面函数用于处理复杂的流动，在这些流动当中，log分布律不能应用（例如，非平衡的壁面剪切流动，或者整体雷诺数较低的流动）。 入口边界条件中湍流参数设置 当湍流从入口或者出口(有回流情况)进入一个区域时， k, ε, ω 和/或 必须在边界处给出，取决于所选择的湍流模型。 有四种方法能够直接或者间接的描述湍流参数 直接输入k, ε, ω, 或者 (如果要使用 profile 文件，这是唯一的方法) 湍流强度和长度尺度 长度尺度与包含最多能量的大涡尺寸相关 对于边界层的流动: l ? 0.4δ99 湍流强度和水力学直径(主要为内流) 湍流强度和黏性比例(主要对于外流) 例子 – 通过顿头平板的湍流扰流 使用四种湍流模型来模拟通过顿头平板的湍流 8,700 四边形网格单元, 在前缘和再附位置附近进行了加密 非平衡的边界层处理 Recirculation zone Reattachment point RNG k–ε Standard k–ε Reynolds Stress Realizable k–ε 湍动能的云图(m2/s2) 0.00 0.07 0.14 0.21 0.28 0.35 0.42 0.49 0.56 0.63 0.70 Experimentally observed reattachment point is at x / D = 4.7 分离泡: Standard k–ε (SKE) Skin Friction Coefficient Cf × 1000 SKE 过小地预测了分离泡的尺寸RKE 精确地预测了分离泡的尺寸 Realizable k–ε (RKE) Distance Along Plate, x / D 弦长：c=0.558778米； 雷诺数：Re=9×106 ； 马赫数：Ma=0.2 ； 网格数目：18.7万； 例子-30P30N翼型模拟 升力系数 阻力系数 俯仰力矩系数 部件升力系数（SA） ① x/c=0.1075 ② x/c=0.45 ③ x/c=0.85 缝翼尾迹 ① ② ③ 缝隙射流 ④ x/c=0.89817 ⑤ x/c=1.0321 ⑥ x/c=1.1125 缝翼尾迹 主翼尾迹 ④ ⑤ ⑥ 总结 – 湍流模拟指南 成功的湍流模拟要求工程上的判断: 流动的物理现象 可用的计算资源 项目要求 精度 时间 近壁处理方法 总结 – 湍流模拟指南 模拟过程 计算特征雷诺数，判断流动是层流还是湍流。 如果流动是在转捩范围，考虑使用湍流转捩模型。 在生成网格之前，考虑近壁区网格单元中心的y+ 。 根据选择的壁面函数生成网格。 以RKE 开始计算，并且根据需要转换到 S-A, RNG, SKW, SST 。 对于高旋转的三维流动，使用RSM。 注意：目前还没有一个湍流模型对于所有的流动都具有较好的预测能力。 Model Description Spalart – Allmaras A single transport equation model solving directly for a modified turbulent viscosity. Designed specifically for aerospace applications involving wall-bounded flows on a fine near-wall mesh. FLUENT’s implementation allows the use of coarser meshes. Option to include strain rate in k production term improves predictions of vortical flows. Standard k–ε The baseline two-transport-equation model solving for k and ε. This is the default k–ε model. Coefficients are empirically derived; valid