Fluent常见问题解答：层流与湍流区分及求解器选择.pdfVIP

如何区分层流和紊流？以什么为来区分呢？从层流过渡到紊流的

？

答:自然界中的流体流动状态主要有两种形式,即层流laminar和湍流

（就是问题中所说的紊流）turbulence.层流是指流体在流动过程中两层之

间没有相互混渗，而湍流是指流体不是处于分层流动状态。

对于圆管内流动，雷诺数小于等于2300，管流一定为层流，雷诺数大

于等于8000到12000之间，管流一定为湍流，雷诺数大于2300而小于8

000时，流动处于层流与湍流的过渡区。

对于一般流动，在计算雷诺数时，可以用水力半径代替管径。

第40题：在处理高速空气动力学问题时，采用哪种耦合求解器效果更好？为什么？

高速空气动力学问题也属于可压缩流动的范围，在Fluent中原则上，使用Pressure-ba

sed和Density-based求解器都可以。从根源上讲，基于的求解器以前主要用于不

可压缩流动和微可压缩流动，而基于密度的求解器用于高速可压缩流动。现在，两种求解器

都适用于从不可压到高速可压的很大范围流动，但总的来讲，当计算高速可压缩流动时，基

于密度的求解器还是璧基于的求解器更有优势，因此，在使用Fluent计算高速可压缩

流动时，推荐使用Density-based求解器。

也许有很多人对于Pressure-based和Density-based求解器的原理的认识还不够深，在

此稍微介绍一下：

求解r-Stokes方程的计算方法根据连续方程的处理方式，可以分为密度法和

法。不论是密度法还是法，速度场都是由动量方程所控制，差别在场的确定方法上，密度

法是通过连续方程确定密度，再由状态方程换算，这一方法多用于可压缩流动，作一定

修正后，也可用于低数流动，而这一流动已被看做不可压缩流，但此时精度及鲁棒

有所降低，对于湍流甚至会失去有效性。密度法的弱点正好是法的长处，法是通过

方程或修正方程来获得场，由于其鲁棒性及有效性，得以广泛使用。该方法原

是作为求解不可压缩流动发展起来的，但也可以推广到可压缩流的计算上。这两种方法在求

解思也有所不同，密度法多用同步求解各变量，而法则常为顺序求解各变量。显然

顺序求解的一个优势是便于补充方程而无需修改算法程序。

Fluent用户手册上，对于可压缩流动有以下需要注意的策略，在此就不再翻译了，以免

曲解原意。

SolutionStrategiesforCompressibleFlows

Thedifficultiesassociatedwithsolvingcompressibleflowsarearesultofthehi

ghdegreeofcouplingweentheflowvelocity,density,pressure,andenergy.Thi

如何区分层流和紊流？以什么为来区分呢？从层流过渡到紊流

的从层流过渡到紊流的？

答：自然界中的流体流动状态主要有两种形式，laminar和湍流（就

是问题中所说的紊流）湍流。

对于圆管内流动，雷诺数小于等于，雷诺数小于等于2300，管流一

定为层流，雷诺数大8000到12000之间，管流一定为湍流，雷诺数大于

2300而小于8000时，流动处于层流与湍流的过渡区。，流动处于层流与

湍流的过渡区。

对于一般流动，在计算雷诺数时，可以用水力半径代替管径。，可以用水力半径代替管径。

第40题：在处理高速空气动