请教几个关于壁面函数的问题,谢谢



  • 本人刚开始学习CFD理论,在东岳流体中学习了关于壁面函数的讲解,有几处不太明白,可能问题比较基础,想请教下大家。先谢谢啦!

    1. “需要补充的是,当网格布置在log区的时候,kP的获得和不使用壁面函数的情况下相同。仍可以使用法向梯度为零的边界条件即∂kp∂y=0。如果第一层网格点布置在粘性支层内,则可以使用固定值边界条件kP=0。”
      上面这句是不是可以理解为:当邻近壁面网格节点P如果布置在对数区,则壁面上节点的湍动能和相邻节点P的湍动能取同样的值?如果布置在粘性子层内,则壁面节点的湍动能取为0?那如果我在入口给定了湍动能剖面,用入口初始化流场后,壁面的湍动能情况又是怎么样的呢?
    2. 关于“整个边界层内的剪切应力是常量,且和壁面剪切力相同,即τ=τw;”这个假设,是不是可以理解为在没有障碍物的壁面剪切流动中,那计算出来的边界层内任意高度的剪切力和壁面剪切力都是相等的吗?
    3. CFD实施流程中,壁面切应力是在哪个步骤中求解的?是求完k方程后?还是ε方程后?
    4. 在使用壁面函数处理分离流的时候,由于在分离点的壁面应力趋向于0,这回导致上述的壁面函数失效;那这在Fluent软件中是如何处理的呢?
    5. 壁面湍流粘度的修正对壁面切应力有啥影响吗?


  • 我刚才看了一些我那个,有比较明显的错别字,字符用的和别的文章也不连贯,这几天统一一下。问题比较多,我尽量包含在新版本中。问题很多,先简单说一下:kepsilon场你会发现很大差别,k在壁面减弱,epsilon在壁面很强。使用壁面函数就是为了避免网格过细,因此最原始的壁面函数(粗网格)和粘性层(细网格)冲突。然而理论上,硬是把P在粘性质层内,壁面边界的$k$为0,壁面边界的$\varepsilon$为0,不过这会导致发散因而要给一个小小的值防止发散。如果在log区,对于Dirichlet边界条件壁面的$k$等于你给定的边界值,对于VonNeumann边界条件且法向梯度为零,壁面上$k$和相邻节点$k_p$相同,$\varepsilon$按照公式计算。



  • @李东岳 谢谢东岳兄的回复,比之前更懂一点了:happy: 。对我们新人来说你们的付出是我们的福音,祝你的CFD中国、CFD界和东岳流体越办越好!



  • @李东岳 恰好有个问题与您的回复相关,想请教一下
    比如对于喷射流,壁面边界的速度梯度特别大,使用低雷诺数的k,epsilon的边界条件kLowReWallFunction和kLowReWallFunction,yPlus在1上下,计算结果显示k与epsilon在壁面相邻的网格产生非常大的值。
    1 请问这样的计算结果合理吗?或者有没有其他好的处理方法或者建议。
    2 您上面的回复提到,“k和epsilon场你会发现很大差别,k在壁面减弱,epsilon在壁面很强。”这句话该怎么理解呢?比如下面几张图的算例中显示,k和epsilon在壁面都是有一个极大值的。
    0_1492082414490_upload-53be12d7-45f9-4cb4-a9e0-d0e4481d49c2
    0_1492082450515_upload-898a92e1-e2f5-4154-afd6-4c86cb622e06
    0_1492082488732_upload-62c387e4-8860-47b8-bfaa-5374b8b4cd68



  • @yuan_neu
    能否附带个网格图?并且显示cell data而非point data,并作crinkle切分?有的时候普通云图显示的不利于判断结果。

    k是湍流动能,如果只是考虑壁面处,湍流动能和湍流动能耗散率都应该是0,但是会导致nut的奇异,因此一般都是设置一个比较小的值。在网格点处,湍流动能壁面附近也不是特别强烈,但是湍流动能会在避免耗散很强烈因此值比较大。

    举个例子,无论你内部流场怎么的繁琐,靠近壁面都应该表现类似的特征:壁面epsilon倾向增大,k倾向降低。看方程28,在距离壁面网格越来越密的时候,epsilon会越来越大。

    0_1492279392026_pit.jpg



  • @李东岳 前辈你好,这个壁变函数一直搞得浑浑噩噩的,看文献说“近 壁 区 高 Re数 采 用 的紊 动 各 向同 性 假 设 不 再 适 用,因而k-e紊 流 模式在 此 不 能 应 用,故 应 选 取 距 固 壁某 一 距 离 的 边 界作 为 计 算 边界。”这句有话有点不懂,k和e是取“距 固 壁某 一 距 离的值”作为边界条件吗?那固壁处怎么办,就不处理了吗



  • @lsprxd请教几个关于壁面函数的问题,谢谢 中说:

    近 壁 区 高 Re数 采 用 的紊 动 各 向同 性 假 设 不 再 适 用,因而k-e紊 流 模式在 此 不 能 应 用,故 应 选 取 距 固 壁某 一 距 离 的 边 界作 为 计 算 边界。

    文献出自哪里?



  • @cfd-china link text!![alt text]0_1492654992588_QQ截图20170420102158.png 这是这个文献上说的在固壁上的条件;还有一篇文献直接在壁面设置为0了link text0_1492655090308_QQ截图20170420101901.png


登录后回复
 

与 CFD 中国 的连接断开,我们正在尝试重连,请耐心等待