邊界條件中湍流設(shè)置

1、在入口、出口或遠(yuǎn)場(chǎng)邊界流入流域的流動(dòng)，F(xiàn)LUENT需要指定輸運(yùn)標(biāo)量的值。本節(jié)描述了對(duì)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(dǎo)方針。使用輪廓指定湍流參量在入口處要準(zhǔn)確的描述邊界層和完全發(fā)展的湍流流動(dòng)，你應(yīng)該通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)公式創(chuàng)建邊界輪廓文件來(lái)完美的設(shè)定湍流量。如果你有輪廓的分析描述而不是數(shù)據(jù)點(diǎn)，你也可以用這個(gè)分析描述來(lái)創(chuàng)建邊界輪廓文件，或者創(chuàng)建用戶自定義函數(shù)來(lái)提供入口邊界的信息。一旦你創(chuàng)建了

2、輪廓函數(shù)，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(dāng)?shù)妮喞?。通過(guò)將m_tm和密度與分子粘性的適當(dāng)結(jié)合，F(xiàn)LUENT為修改后的湍流粘性計(jì)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(dòng)能（Turb.KiicEnergy）和湍流擴(kuò)散速度（Turb.DissipationRate）之后的下拉菜單中選擇適當(dāng)?shù)妮喞?/p>

3、?雷諾應(yīng)力模型：在湍流指定方法下拉菜單中選擇K和Epsilon并在湍動(dòng)能（Turb.KiicEnergy）和湍流擴(kuò)散速度（Turb.DissipationRate）之后的下拉菜單中選擇適當(dāng)?shù)妮喞?。在湍流指定方法下拉菜單中選擇雷諾應(yīng)力部分，并在每一個(gè)單獨(dú)的雷諾應(yīng)力部分之后的下拉菜單中選擇適當(dāng)?shù)妮喞?。湍流量的統(tǒng)一說(shuō)明在某些情況下流動(dòng)流入開(kāi)始時(shí)，將邊界處的所有湍流量指定為統(tǒng)一值是適當(dāng)?shù)?。比如說(shuō)，在進(jìn)入管道的流體，遠(yuǎn)場(chǎng)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(shù)湍流流動(dòng)中，湍流的更高層次產(chǎn)生于邊界層而不是流動(dòng)邊界進(jìn)入流域的地方，因此這就導(dǎo)致了計(jì)算結(jié)果對(duì)流入邊界值相對(duì)來(lái)說(shuō)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(huì)導(dǎo)致你的解不準(zhǔn)確或者不收斂。對(duì)于外部流來(lái)說(shuō)這一特點(diǎn)尤其突出，如果自由流的有效粘性系數(shù)具有非物理性的大值，邊界層就會(huì)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(lái)輸入同一數(shù)值取代輪廓。你也可以選擇用更為方便的量

5、來(lái)指定湍流量，如湍流強(qiáng)度，湍流粘性比，水力直徑以及湍流特征尺度，下面將會(huì)對(duì)這些內(nèi)容作一詳細(xì)敘述。湍流強(qiáng)度I定義為相對(duì)于平均速度u_avg的脈動(dòng)速度u^的均方根。小于或等于1%的湍流強(qiáng)度通常被認(rèn)為低強(qiáng)度湍流，大于10%被認(rèn)為是高強(qiáng)度湍流。從外界，測(cè)量數(shù)據(jù)的入口邊界，你可以很好的估計(jì)湍流強(qiáng)度。例如：如果你模擬風(fēng)洞試驗(yàn)，自由流的湍流強(qiáng)度通?？梢詮娘L(fēng)洞指標(biāo)中得到。在現(xiàn)代低湍流風(fēng)洞中自由流湍流強(qiáng)度通常低到0.05%。.對(duì)于內(nèi)部流動(dòng)，入口的湍流強(qiáng)度

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

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

8、tion9是在高雷諾數(shù)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(jì)e，你也要用方程7檢查結(jié)果的湍流粘性比m_tm，以保證它不是太大。雖然這不是FLUENT內(nèi)部使用的方法，但是你可以用它來(lái)推導(dǎo)e的常數(shù)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(lái)計(jì)算k。當(dāng)使用RSM時(shí)，如果你不在雷諾應(yīng)力指定方法的下拉列表中使用