湍流的邊界條件

1、在入口、出口或遠場邊界流入流域的流動，FLUENT需要指定輸運標量的值。本節(jié)描述了對于特定模型需要哪些量，并且該如何指定它們。也為確定流入邊界值最為合適的方法提供了指導方針。使用輪廓指定湍流參量在入口處要準確的描述邊界層和完全發(fā)展的湍流流動，你應該通過實驗數據和經驗公式創(chuàng)建邊界輪廓文件來完美的設定湍流量。如果你有輪廓的分析描述而不是數據點，你也可以用這個分析描述來創(chuàng)建邊界輪廓文件，或者創(chuàng)建用戶自定義函數來提供入口邊界的信息。一旦你創(chuàng)建了

2、輪廓函數，你就可以使用如下的方法：?SpalartAllmaras模型：在湍流指定方法下拉菜單中指定湍流粘性比，并在在湍流粘性比之后的下拉菜單中選擇適當的輪廓名。通過將m_tm和密度與分子粘性的適當結合，FLUENT為修改后的湍流粘性計算邊界值。?ke模型：在湍流指定方法下拉菜單中選擇K和Epsilon并在湍動能（Turb.KiicEnergy）和湍流擴散速度（Turb.DissipationRate）之后的下拉菜單中選擇適當的輪廓名。

3、?雷諾應力模型：在湍流指定方法下拉菜單中選擇K和Epsilon并在湍動能（Turb.KiicEnergy）和湍流擴散速度（Turb.DissipationRate）之后的下拉菜單中選擇適當的輪廓名。在湍流指定方法下拉菜單中選擇雷諾應力部分，并在每一個單獨的雷諾應力部分之后的下拉菜單中選擇適當的輪廓名。湍流量的統(tǒng)一說明在某些情況下流動流入開始時，將邊界處的所有湍流量指定為統(tǒng)一值是適當的。比如說，在進入管道的流體，遠場邊界，甚至完全發(fā)展的管

4、流中，湍流量的精確輪廓是未知的。在大多數湍流流動中，湍流的更高層次產生于邊界層而不是流動邊界進入流域的地方，因此這就導致了計算結果對流入邊界值相對來說不敏感。然而必須注意的是要保證邊界值不是非物理邊界。非物理邊界會導致你的解不準確或者不收斂。對于外部流來說這一特點尤其突出，如果自由流的有效粘性系數具有非物理性的大值，邊界層就會找不到了。你可以在使用輪廓指定湍流量一節(jié)中描述的湍流指定方法，來輸入同一數值取代輪廓。你也可以選擇用更為方便的量

5、來指定湍流量，如湍流強度，湍流粘性比，水力直徑以及湍流特征尺度，下面將會對這些內容作一詳細敘述。湍流強度I定義為相對于平均速度u_avg的脈動速度u^的均方根。小于或等于1%的湍流強度通常被認為低強度湍流，大于10%被認為是高強度湍流。從外界，測量數據的入口邊界，你可以很好的估計湍流強度。例如：如果你模擬風洞試驗，自由流的湍流強度通?？梢詮娘L洞指標中得到。在現代低湍流風洞中自由流湍流強度通常低到0.05%。.對于內部流動，入口的湍流強度

6、完全依賴于上游流動的歷史，如果上游流動沒有完全發(fā)展或者沒有被擾動，你就可以使用低湍流強度。如果流動完全發(fā)展，湍流強度可能就達到了百分之幾。完全發(fā)展的管流的核心的湍流強度可以用下面的經驗公式計算：lkC2343???其中是湍流模型中指定的經驗常數（近似為0.09），l的公式在前面已經討論了。C?除了為k和e制定具體的值之外，無論你是使用湍流強度和水力學直徑還是強度和長度尺度，你都要使用上述公式。E的值也可以用下式計算，它與湍流粘性比m_t

7、m以及k有關：12????????????????tkC其中是湍流模型中指定的經驗常數（近似為0.09）。C?除了為k和e制定具體的值之外，無論你是使用湍流強度和水力學直徑還是強度和長度尺度，你都要使用上述公式。如果你是在模擬風洞條件，在風洞中模型被安裝在網格和或金屬網格屏下游的測試段，你可以用下面的公式：????LkU?其中，是你希望的在穿過流場之后k的衰減(比方說k入口值的10%)自由流的速度k?U?是流域內自由流的流向長度Equa

8、tion9是在高雷諾數各向同性湍流中觀察到的冪率衰減L?的線性近似。它是基于衰減湍流中k的精確方程Ukx=e.如果你用這種方法估計e，你也要用方程7檢查結果的湍流粘性比m_tm，以保證它不是太大。雖然這不是FLUENT內部使用的方法，但是你可以用它來推導e的常數自由流值，然后你可以用湍流指定方法下拉菜單中選擇K和Epsilon直接指定。在這種情況下，你需要使用方程3從I來計算k。當使用RSM時，如果你不在雷諾應力指定方法的下拉列表中使用