第27章 流场计算中变量的定义

第二十七章：流场计算中变量的定义 ● ● ● ● ● 27.1 网格节点和控制体积值的估算 27.2 速率选择面板 27.3 可流场变量列表 27.4 流场变量（按阿拉伯字母顺序）列表及其定义 27.5 自定义流场函数
● 27.1 网格节点和控制体积值的估算 本文为后处理节电网格和控制体积网格估值提供了两种方法，如下： “面”是指在 面板操作中由面、线、点相交而产生的。在大多数例子中，面是有交叉计算区域和现有 的面相交而产生的。 27.1.1 控制体积估值 FLUENT 将变量储存在控制体积中，为了后处理方便，整个计算区域都一起赋值 给控制体积。一个“面”控制体积的值就是由“面”上的面、线或点分割出的控制体积的值。 因为一个 “面” 上的面和线是以有的控制体积网格和等值交叉建立的， 这是一个唯一的定义。 在控制体积分界线上的控制体积估值是在控制体积里接近分界线的估值。 27.1.2 网格节点的估值 网格节点估值由平均控制体积数据来准确的获得。 各种边界条件都会影响在边界范 围处流场变量的估值，所以要准确定义在这些边界区域的网格节点值。另外，在所有的节点 处，明确节点值对许多变量（例如：节点坐标）都有用。对大多数变量，网格节点值是由共 有此节点的所有控制体积的平均数据计算所得。 计算节点值由两个步骤： 1． 每个节点的原始值是共有此节点的所有控制体积的平均值。 2． 在分界线处，这些节点值是边界值（如果有效）（表 27.3.1-27.3.14 的 bnv 可说明 。 在边界线处节点值对变量是否有效。 ） 例如，在图 27.1.1，节点 n1 的值由共有此节点的控制体积 c1-c6 的平均值计算得出， 节点 n2 的值是边界值（不是控制体积 c1、c6、c7 的平均值） ，假设在此问题中边界值对变 量有效。 图 27.1.1：计算节点值 Figure 27.1.1: Computing Node Values

！ ！注意边界节点值对自定义流场函数无效。 在“面”上的节点值要用线性内插法以内插值网格节点数据替换。因为按“面”上 的节点分区区域协调，所以值是等同的。对于等值面和等值线，其值由在等值分割的面上的 网格节点替换。对于等值点，其值由控制体积包含的点的网格节点替换。 27.2 速率选择面板 以下是选择速率有效方法： 。笛卡尔速率：这些速率是基于几何学中的笛卡尔坐标系。选择笛卡尔速率，要分出 x 速率，y 速率，z 速率。这是最普通的速率选择类型。 。柱状速率：这些速率是基于下面各坐标系轴向的，径向的，切向的组合： 。对于以 x 轴为旋转轴的轴对称问题，x 方向为轴向，y 方向为径向。 （如果模拟 轴对称旋转，那旋转方向为切向。 ） 。对于包括一单个控制体积区域的 2D 问题，z 方向为轴向，它的原点指定在 Fluid panel。 。对于包括一单个控制体积区域的 3D 问题，坐标系规定为指定在 Fluid panel 的旋 转轴和原点。 。包含多重区域的问题（例如：多重结构或滑动的网孔） ，坐标系规定为在 fluid(or solid)panel for the “reference zone”的旋转轴。参考区域是从参考值 panel 选取的，像如 26.8 节关于 2D 问题描述的那样，可指定唯一的轴端点，z 方向通常是轴向。 对于上述定义的所有柱状坐标系，正的径向速率是从旋转轴沿径向指向外，正的轴向 速率是沿旋转轴向量方向，正的切向速率是基于旋转轴正向的右手法则规定。 为选择柱状速度，就要选定轴向速度，径向速度，等等。图 27.2.1 说明了在不同的区域 各柱状速度：在 3D 问题中划分为轴向速度，径向速度和切向速度。在 2D 问题中则是径向 速度和切向速度。 在轴对称问题中划分为轴向速度和径向速度， 当建模为旋转对称轴时也可 选择旋转速度（等同于切向速度） 。 图 27.2.1：在 3D,2D 和轴对称问题中柱状速度的组成 Figure 27.2.1: Cylindrical Velocity Components in 3D, 2D, and Axisymmetric Domains
。相对速度：这些速度以坐标系和移动的参考系为基础。当你用旋转坐标系统或混合平面或 多重坐标系统或滑动网孔建模你的流体，他们是很有用的。 （参看第 9 章关于在移动区域的 流体建模。 为选择相对速度， ） 需要选定相对 X 速度,相对 Y 速度， 相对径向速度， 等等。 （注

意可以为笛卡尔和柱状速度各组分划分相对速度。 ） 如果用单一旋转坐标系，那相对速度值要考虑移动的参考系。如果用多重坐标系，或混合平 面，或滑动网孔，需要在 Reference values panel（参看 26.8 节）中选择适当的控制体积作为 参照区域从而指定出所求速度的相对体系。 每个控制体积的旋转轴定义在与之关联的流体面 板或固体面板。 （参看 6.17.1 节或 6.18.1 节。 ） 注意如果问题中没有移动区域，那么相对速度和绝对速度是等同的。 注意相对速度也可用来计算滞流值（总压和总温） ，上述第二项中的柱状坐标系也可用来定 义轴向坐标和径向坐标。 27.3 可流场变量列表 下面是对标记变量的规定，用于表 27.3.1-27.3.14： 2d 2D 情况下的流体 2da 2D 轴对称情况下的流体（有无旋转） 2dasw 2D 轴对称旋转流体 3d 3D 流体 bnv 边界处的网格节点值 cpl available only in the coupled solvers cv 控制体积值（节点值面板关闭） dil not available with full multicomponent diffusion do 当离散纵向辐射模型启用 dpm 联结的分散相的计算 dtrm 当离散转移辐射模型启用 e 能量计算 edc 用于湍流化学交互作用的 EDC 模型 emm 当欧拉多相模型启用 ewt 增强的间隔层处理 gran 粒状阶段 h2o 含水的混合剂 id 理想气体定律用于密度 ke 当一个 k-e 湍流模型启用 kw 当一个 k-w 湍流模型启用 les 当 LES 湍流模型启用 mix 当多相混合模型启用 melt 当熔融凝固模型启用 mp 多相模型 nox NOX 计算 np not available in parallel solvers nv 采用显节点值函数 p 在平行解算器中 pl 当 P-1 辐射模型启用 pdf 不预混和燃烧计算 pmx 预混和燃烧计算 ppmx 部分预混和燃烧计算 r 当罗斯兰辐射模型启用 rad 辐射热转移计算