cfd_basics
.pdf
Пристенная турбулентность
Свободноетечение
Граница погранслоя
Внешняячасть п.с.
Логарифмический п.с.
Внутренния часть п.с.
Ламинарный подслой
Стенка
Пристенная турбулентность
Посколькуусловия около стенкизачастую предсказуемы, для определения пристенных профилей можноиспользовать функции,анерассчитыватьтечениена мелкойсетке
Этифункции называются функциями стенки (wallfunctions)
Выборспособамоделирования погранслоя
Вобластиоколостенкиоченьвелики градиенты решений,нодля адекватногомоделированиянеобходимоточноеразрешениеэтой
области
Разрешение вязкогоподслоя
Перваяточка сеткидолжналежатьврайоне y+=1
Этосущественноувеличитчислоузлов
ИспользуйтемоделитурбулентностидлянизкихчиселРейнольдса
(такиекак k omega)
Есливажныпредсказаниясилнаповерхности (силасопротивления, качестволопаткитурбомашины),тонужновыбратьименноэтотподход
Использованиефункциистенки
Перваяячейкадолжнабытьпри 30< y+<300(слишкомнизко–модель станетнеприменима,слишкомвысоко –стенканебудетразрешена хорошо)
ИспользуйтефункциюстенкиимоделисвысокимчисломРейнольдса
(SKE,RKE,RNG)
Этотподходприменим,еслибольшийинтереспредставляетобласть смешениявнутрирасчетнойзоны,анеусилиянаповерхности
Сравнение подходов
Прииспользованиифункцийстенки требуется меньшее числоточексетки
Внекоторыхслучаях,такихкакотрывпогранслоя, логарифмическиефункциистенкинекорректно предсказываютпрофильпограничногослоя
Выборпервого шагасетки
Первыйшагсетки
Видыоколостеночных процедур
Стандартные функции стенки Wall Functions
Предназанченыдлябезотрывныхтеченийс
высокимчисломРейнольдса
Областьоколо стенкинеразрешается
Сеткаоколостенкидостаточногрубая
Non EquilibriumWallFunctions
Дляулучшенияпредсказаниятеченийс обратнымградиентомдавленияиотрывами
Сеткаоколостенкидостаточногрубая
EnhancedWallTreatment*
Используетсядлятеченийснизкимчислом Reилисложнойгеометриейстенки
Обычнотребуется оченьмелкая сетка,
способнаяразрешатьобластьоколостенки
Такжеработаетсгрубойсеткойвблизи стенки
User DefinedWallFunctions
Пользовательможетзадаватьсвоифункции
*Рекомендованныйвыборвобщем случае
Заданиевходныхпараметров турбулентности
Заданиевходныхпараметров турбулентности
Еслинетникакихсоображенийпоповодувходныхданныхдля турбулентныхпараметров,можноиспользоватьследующие значения:
Обычноинтенсивность турбулентности варьируется от 1%до5%
Значениеинтенсивности поумолчанию 0.037(т.е.3.7%)достаточно дляноминального значения вкругломвходном сечении иявляется хорошейоценкой вотсутствииэксперимента
Длявнешних течений отношение турбулентных вязкостей обычно
составляет 1 10
Длявнутренних течений хорошим выборомдля отношения вязкостейбудет 10 100
Дляполностью развитого течения втрубе при Re =50000,отношение составляет 100
Заключение -инструкция
Успешноемоделированиетурбулентноститребуетуменияинженера разобратьсяв
Физикетечения
Доступныхрасчетных ресурсах
Требованиях проекта
Точность
Времяпроекта
Выборметода исследования пристенной области
Процедурамоделирования
1.Расчетхарактерного числаРейнольдса иопределения, являетсялипоток турбулентным
2.Еслитечение находится впереходном режиме (отламинарного к
турбулентному),рассмотрите возможность использования моделей перехода
3.Оцените расстояние допервой ячейкиотстенкиперед генерацией сетки
4.Подготовьте сеткусучетомиспользования функцийстенки,заисключением теченийснизкимчислом Reи/илитечений сосложнойгеомтерией стенки (неравновеные пограничные слои)