近壁面函数的简单理解
湍流流动的近壁处理详解
壁面对湍流有明显影响。
在很靠近壁面的地方，粘性阻尼减少了切向速度脉动，壁面也阻止了法向的速度脉动。
离开壁面稍微远点的地方，由于平均速度梯度的增加，湍动能产生迅速变大，因而湍流增强。
因此近壁的处理明显影响数值模拟的结果，因为壁面是涡量和湍流的主要来源。
实验研究表明，近壁区域可以分为三层，最近壁面的地方被称为粘性底层，流动是层流状态，分子粘性对于动量、热量和质量输运起到决定作用。
外区域成为完全湍流层，湍流起决定作用。
在完全湍流与层流底层之间底区域为混合区域（Blending region），该区域内分子粘性与湍流都起着相当的作用。
近壁区域划分见图4－1。
图4－1，边界层结构第一节，壁面函数与近壁模型近壁处理方法有两类：第一类是不求解层流底层和混合区，采用半经验公式（壁面函数）来求解层流底层与完全湍流之间的区域。
采用壁面函数的方法可以避免改进模型就可以直接模拟壁面存在对湍流的影响。
第二类是改进湍流模型，粘性影响的近壁区域，包括层流底层都可以求解。
对于多数高雷诺数流动问题，采用壁面函数的方法可以节约计算资源。
这是因为在近壁区域，求解的变量变化梯度较大，改进模型的方法计算量比较大。
由于可以减少计算量并具有一定的精度，壁面函数得到了比较多的应用。
对于许多的工程实际流动问题，采用壁面函数处理近壁区域是很好的选择。
如果我们研究的问题是低雷诺数的流动问题，那么采用壁面函数方法处理近壁区域就不合适了，而且壁面函数处理的前提假设条件也不满足。
这就需要一个合适的模型，可以一直求解到壁面。
FLUENT提供了壁面函数和近壁模型两种方法，以便供用户根据自己的计算问题选择。
4.1.1壁面函数FLUENT 提供的壁面函数包括:1，标准壁面函数；2，非平衡壁面函数两类。
标准壁面函数是采用Launder and Spalding [L93]的近壁处理方法。
该方法在很多工程实际流动中有较好的模拟效果。
4.1.1.1 标准壁面函数根据平均速度壁面法则，有：**1ln()U Ey k = 4－1其中，1/41/2*/p pw U C k U μτρ≡，1/41/2*p pC k y y μρμ≡，并且k ＝0.42，是V on Karman 常数；E ＝9.81，是实验常数；p U 是P 点的流体平均速度；p k 是P 点的湍动能；p y 是P 点到壁面的距离；μ是流体的动力粘性系数。
「胡言」壁面函数与近壁面处理
「胡言」壁面函数与近壁面处理Fluent提供了众多的近壁面处理方法，这里简单扒一扒。
1y 的基本概念在临近壁面位置，法向速度非常大的梯度。
在非常小的壁面法向距离内，速度从相对较大的值下降到与壁面速度相同。
因此对于该区域内流场的计算，通常采用两种方式：（1）利用壁面函数法；（2）加密网格，利用壁面模型法。
对于这两类方法的选取，可以通过对于这两类方法的选取，可以通过y 来体现。
如图所示为近壁面位置无量纲速度分布情况。
图中横坐标所表示为无量纲壁面距离y ，纵坐标为无量纲速度u 。
其中：从图中看出，近壁面区域可分为3个区间：•粘性子层（Viscous sublayer region）：黏性子层是一个紧贴壁面的极薄层，在该区域中，粘性力在动量、质量、能量交换过程中起主导地位，湍流剪切应力在该区域可以忽略不计。
该区域中的流动可看成层流流动，在平行于壁面方向上的速度分量沿壁面法向方向呈线性分布。
在该区域中，y <5。
•对数律层（log law region）：对数律层位于近壁区域的最外层，在该区域中，湍流剪切应力占主导地位，粘性力几乎可以忽略，流动为充分发展湍流状态，流速近似成对数分布。
该区域中，y >60。
•过渡层（Buffer layer region）：过渡层位于粘性子层与对数律层之间，该区域中粘性力与湍流剪切应力相当，流动状态极其复杂，难以用模型进行表达。
由于过渡层非常薄，工程中常将其合并到对数律层进行处理。
过渡层中y 在5~60之间。
对于近壁区域求解，主要集中在粘性子层的求解上，主要有两种方式：1、利用壁面模型直接求解粘性子层若想要求解粘性子层，则需要保证y 值小于1（建议接近1）。
由于y 直接影响第一层网格节点位置，因此对于求解粘性子层的情况，需要非常细密的网格，通常要求有10~20层边界层网格。
2、利用壁面函数近似处理。
对于湍流模型，需要选择低雷诺数湍流模型（如k-omega模型）。
壁面函数
FLUENT壁面函数的选择2011-10-09 10:22:05| 分类：默认分类|举报|字号订阅壁面函数问题1、无论是标准k—ε模型、RNGk—ε模型，还是Realizable k—ε模型,都是针对充分发展的湍流才有效的，也就是说，这些模型均是高Re数的湍流模型。
它们只能用于求解处于湍流核心区的流动。
而壁面函数是对近壁区的半经验描述，是对某些湍流模型的补充（近壁区对整体流动影响较大和低雷诺数Re的情况），通过壁面函数法和低Re数k—ε模型与标准k—ε模型和RNGk—ε模型配合，成功解决整个整个管道的流动计算问题。
2、在壁面区，流动情况变化很大。
解决这个问题目前有两个途径：一、是不对粘性影响比较明显的区域（粘性底层和过渡层）进行求解，而是用一组半经验的公式（即壁面函数）将壁面上的物理量与湍流核心区内的相应物理量联系起来。
这就是壁面函数法。
在划分网格的时候，不需要在壁面区加密，只需要把第一个节点布置在对数律成立的区域内，即配置在湍流充分发展区域。
如果要用到壁面函数的话，在define---modle--viscous面板里有near wall treatment一项。
可以选择标准壁面函数、不平衡壁面函数等。
二、是采用低Re数的k—ε模型来求解粘性底层和过渡层，此时需要在壁面区划分比较细密的网格，越靠近壁面，网格越细。
当局部湍流的Re数小于150时，就应该使用低Re数的k—ε模型。
总结：相对于低Re数的k—ε模型，壁面函数法计算效率高，工程实用性强。
但当流动分离过大或近壁面流动处于高压之下时，不是很理想。
在划分网格的时候，需要在壁面的位置设置边界层网格，原因也是如此。
====================================================== ============================================为什么要用壁面函数？？就是因为，k-epsilon模型中，k的boundary condition已知，在壁面上为零，而epsilon的boundary condition 在壁面上为一未知的非零量，如此如何来解两方程模型所以，我们就需要壁面函数来确定至少第一内节点上的值，当然也包括壁面上的值。
函数逼近理论
函数逼近理论函数逼近是数学中研究近似计算方法的重要分支，它通过寻找一个接近所需函数的近似函数来简化复杂的计算问题。
函数逼近理论涵盖了多项式逼近、三角函数逼近、最小二乘逼近等各种方法。
本文将从数学背景、函数逼近的原理和应用领域三个方面进行讨论。
一、数学背景在了解函数逼近理论之前，我们需要回顾一些数学背景知识。
首先，我们要了解函数及其性质的概念。
函数是一种将一个集合中的元素映射到另一个集合中元素的规则，常用来描述数学、物理和工程问题。
其次，我们要熟悉多项式的性质。
多项式是由常数和变量的乘积相加而成的表达式，其具有高度的可控性和计算性能。
最后，我们需要了解一些数学分析工具，如泰勒级数展开和傅里叶级数展开等。
二、函数逼近的原理函数逼近的核心思想是通过构造一个近似函数，在一定范围内保持与所需函数的接近程度。
常用的函数逼近方法包括最小二乘逼近、插值逼近和曲线拟合等。
最小二乘逼近是一种基于最小化残差平方和的方法。
其基本思想是通过寻找一个多项式函数，使得所需函数与多项式函数的差异最小化。
这种逼近方法在实际问题中应用广泛，如信号处理、数据拟合等领域。
插值逼近是一种通过在给定数据点上构造插值多项式来逼近函数的方法。
插值多项式与原函数在数据点处相等，通过连接这些数据点构造出一个逼近函数。
插值逼近在图像处理、数值计算和计算机图形学等领域具有重要应用。
曲线拟合是一种寻找一条曲线与给定数据集最匹配的方法。
常用的曲线拟合方法包括多项式拟合、指数拟合和对数拟合等。
曲线拟合方法在统计学、经济学和物理学等领域具有广泛应用。
三、函数逼近的应用领域函数逼近理论在数学和工程领域中有着广泛的应用。
在数学领域，函数逼近可用于求解复杂的数学问题，如微积分、方程求解等。
在工程领域，函数逼近可用于优化算法、信号处理、图像处理等领域。
在优化算法中，函数逼近可用于近似解决无法求得精确解的优化问题。
通过构造一个逼近函数，可以减少计算量和提高计算效率，从而更好地解决实际问题。
lbm壁面函数
lbm壁面函数LBM (Lattice Boltzmann Method) 是一种基于微观格子构建的流体模拟方法，常用于求解复杂的流体力学问题，特别是与壁面交互的问题。
在LBM中，流体被视为由格子上的离散粒子组成的，这些粒子之间通过碰撞和传输来模拟流体的宏观运动。
而壁面函数则是LBM中用来模拟流体与实际物体之间的交互作用的一种技术。
在LBM中，流体与壁面之间的交互过程可以通过壁面函数来描述。
壁面函数是一种用来模拟流体与壁面之间的交互力的函数。
其基本原理是根据流体碰撞粒子与壁面之间的相对速度，计算出每个碰撞粒子在碰撞后的反弹速度，并通过该速度来更新碰撞粒子的位置和速度。
壁面函数的计算可以分为两个步骤。
首先，根据流体中的碰撞粒子和壁面之间的相对速度，计算出每个碰撞粒子的反弹速度。
这个过程一般使用经验公式或者模型来计算，在不同的情况下可以选择不同的公式。
其次，根据反弹速度来更新碰撞粒子的位置和速度。
这个过程可以通过将反弹速度分解成法线方向和切向方向的速度分量，并将法线方向速度分量反向，切向方向速度分量保持不变，来完成碰撞粒子的位置和速度更新。
在LBM中，壁面函数的选择对模拟结果的准确性和稳定性有着重要的影响。
一个好的壁面函数应能够准确地模拟流体与壁面之间的交互作用，并能够保持模拟过程的稳定性。
对于不同类型的壁面，如平面壁面、凹凸壁面等，可以选择不同的壁面函数来模拟其交互过程。
同时，需要根据具体的模拟问题，合理地选择壁面函数中的参数，以达到最佳的模拟效果。
除了壁面函数以外，LBM中还有一些其他的技术可以用来模拟流体与壁面之间的交互作用。
例如，可使用边界条件来约束流体在壁面处的速度和压力，以模拟流体在壁面上的粘附和滑移行为。
此外，还可以使用迷走模型来模拟流体在壁面上的倾斜或旋转等复杂运动。
总结来说，LBM中的壁面函数是一种用来模拟流体与实际物体之间交互作用的技术。
它通过计算流体中的碰撞粒子与壁面之间的相对速度，来更新碰撞粒子的位置和速度，从而模拟出流体与壁面的交互过程。
近壁面流动特点
近壁面流动特点（原创实用版）目录1.引言2.近壁面流动的定义3.近壁面流动的特点4.近壁面流动的影响因素5.近壁面流动的应用6.结论正文1.引言在流体力学领域，近壁面流动是一种常见的现象。
当流体在管道或容器中流动时，靠近壁面的流体速度会相对较低，这种现象被称为近壁面流动。
了解近壁面流动的特点和影响因素对于工程设计和优化具有重要意义。
2.近壁面流动的定义近壁面流动是指在管道或容器中，流体靠近壁面的区域，由于摩擦力的作用，流体速度相对较低的现象。
在近壁面流动区域内，流体速度梯度较大，流体分子之间发生相互作用，导致流体流动状态发生变化。
3.近壁面流动的特点近壁面流动具有以下特点：(1) 流速分布不均匀：在近壁面流动区域内，流速分布呈现非对称性，靠近壁面的流速较慢，而远离壁面的流速较快。
(2) 速度梯度大：由于壁面摩擦力的作用，近壁面流动区域内速度梯度较大，这会导致能量损失和压力变化。
(3) 流动状态复杂：在近壁面流动区域内，流体分子之间发生相互作用，形成复杂的流动结构，如涡流、横向涡旋等。
4.近壁面流动的影响因素影响近壁面流动的因素主要有：(1) 流体性质：流体的粘度、密度、温度等性质会影响近壁面流动的特点。
(2) 壁面粗糙度：壁面的粗糙度会影响壁面摩擦力的大小，进而影响近壁面流动的特点。
(3) 流动条件：如流速、压力、流量等条件也会影响近壁面流动的特点。
5.近壁面流动的应用近壁面流动在工程中具有广泛的应用，如管道输送、化工设备、热交换器等。
了解近壁面流动的特点和影响因素，可以优化工程设计，提高流体输送效率，降低能耗。
6.结论近壁面流动是一种常见的流体力学现象，具有流速分布不均匀、速度梯度大、流动状态复杂等特点。
影响近壁面流动的因素包括流体性质、壁面粗糙度、流动条件等。
壁面函数
FLUENT壁面函数的选择2011-10-09 10:22:05| 分类：默认分类|举报|字号订阅壁面函数问题1、无论是标准k—ε模型、RNGk—ε模型，还是Realizable k—ε模型,都是针对充分发展的湍流才有效的，也就是说，这些模型均是高Re数的湍流模型。
它们只能用于求解处于湍流核心区的流动。
而壁面函数是对近壁区的半经验描述，是对某些湍流模型的补充（近壁区对整体流动影响较大和低雷诺数Re的情况），通过壁面函数法和低Re数k—ε模型与标准k—ε模型和RNGk—ε模型配合，成功解决整个整个管道的流动计算问题。
2、在壁面区，流动情况变化很大。
解决这个问题目前有两个途径：一、是不对粘性影响比较明显的区域（粘性底层和过渡层）进行求解，而是用一组半经验的公式（即壁面函数）将壁面上的物理量与湍流核心区内的相应物理量联系起来。
这就是壁面函数法。
在划分网格的时候，不需要在壁面区加密，只需要把第一个节点布置在对数律成立的区域内，即配置在湍流充分发展区域。
如果要用到壁面函数的话，在define---modle--viscous面板里有near wall treatment一项。
可以选择标准壁面函数、不平衡壁面函数等。
二、是采用低Re数的k—ε模型来求解粘性底层和过渡层，此时需要在壁面区划分比较细密的网格，越靠近壁面，网格越细。
当局部湍流的Re数小于150时，就应该使用低Re数的k—ε模型。
总结：相对于低Re数的k—ε模型，壁面函数法计算效率高，工程实用性强。
但当流动分离过大或近壁面流动处于高压之下时，不是很理想。
在划分网格的时候，需要在壁面的位置设置边界层网格，原因也是如此。
====================================================== ============================================为什么要用壁面函数？？就是因为，k-epsilon模型中，k的boundary condition已知，在壁面上为零，而epsilon的boundary condition 在壁面上为一未知的非零量，如此如何来解两方程模型所以，我们就需要壁面函数来确定至少第一内节点上的值，当然也包括壁面上的值。
壁面函数wall y+
总之，壁面于研究流动在壁面 附近的行为以及预测壁面附近的速度和剪切应力分布具有重要意义。
壁面函数（wall function）是在计算流体力学（CFD）中，用于描述流体在靠近 壁面处的速度和剪切应力变化的一种数学模型。而 y+则是一个无量纲的参数， 用于描述流体粘性效应在壁面处的相对大小。具体来说，y+是壁面距离 y 与壁 面摩擦速度 u 的比值，即 y+ = y * u / ν，其中 ν 为流体的动力粘度。
fluent一些笔记
1．提示：Welcome to Fluent 6.3.26Copyright 2006 Fluent IncAll Rights ReservedCannot open dump file "fl_s1119.dmp"Error: Unable to open dump file9Error encountered in critical code sectionHit return to exit.原因：使用优化大师进行系统清理，而优化大师默认是要把lib文件夹下的这三个文件给删除的，这就导致FLUENT启动的时候找不到"fl_s1119.dmp。
处理方法：把lib文件夹做下备份，优化完以后覆盖即可。
（毕竟系统还是要清理的）偶是发现了，备份的时候最好是压缩包，要不然优化大师会把你的备份文件也一起清理掉的。
2．1、输出grid图形2、选择surface---plane,打开plane surface面板3、通过确定三个点来确定平面位置。
单击slect point，出现提示，不点选cancel.在grid 图形的多孔介质区域任意位置右键点选3个点。
4、回到plane surface面板，勾选plane tool，则在grid图形的多孔介质区域出现一个平面。
若出现的平面与我们的预期相差比较大的话，可以单击reset points,可以获得一个特殊位置的平面。
5、打开多孔介质的控制面板，选择porou zone标签，点击update from plane tool按钮，获得方向矢量1，和方向矢量2的原始值，并与左下角的坐标系统比较，确定我们大概的旋转方向。
6、对比grid图形左下角的坐标系统，红线和红色箭头代表的是方向矢量1，绿线和绿色箭头代表的是方向矢量2应该使红线和X正方向平行，绿线和Y正方向平行。
具体的操作应该是：（首先把平面移动到图形外有利于旋转，比较清楚。
平面法线方向的移动是用鼠标右键单击平面阴影部分并拖动，横向移动则需按下shift并进行如上操作。
Fluent学习笔记之壁面网格与yplus的选择
壁面网格与y+的选择（参考官方手册ANSYS_Fluent_Theory_Guide19.2）大量的实验表明，近壁区域可以大致细分为三层。
在最内层，称为“粘性子层”，流动几乎是层流的，(分子)粘性在动量和热量或质量传递中起主导作用。
在被称为“湍流充分发展层”的外层，湍流起着主要作用。
最后，在粘性子层和湍流充分发展层之间有一个过渡区域，叫做“缓冲层”或“混合区”，在这里分子粘度和湍流的影响是同等重要的其中y+定义为y+≝ρuτy/μ其中uτ定义为uτ=√τw/ρ“壁面函数法”与“近壁模型法”传统的近壁区域建模方法有两种。
在第一种方法中，不解决粘度影响的内部区域(粘性子层和缓冲层)。
相反，被称为“壁面函数”的半经验公式被用来连接壁面和全紊流区域之间的粘滞区域。
使用壁面函数避免了需要修改湍流模型来考虑壁面的存在。
在另一种方法中，对湍流模型进行了修改，使粘滞区通过网格一直到壁面(包括粘滞子层)进行求解。
为了便于讨论，我们将其称为“近壁建模”方法。
这两种方法如图4.14所示。
图4.14: ANSYS Fluent中的近壁面处理所有壁面函数(scalable wall function除外)的主要缺点是在壁面法向网格细化的情况下，计算结果会恶化。
Y+小于15会逐渐导致壁面剪应力和壁面传热的误差增大。
但这已经是几年前的工业标准，ANSYS Fluent已经能够提供更先进的壁面方程，允许一致的网格细化没有恶化的结果。
对所有基于ω方程的湍流模型都采用这种与y+无关的公式。
对于基于ε-方程的模型，Menteri-Lechner和增强壁面处理(Enhanced Wall Treatment, EWT)具有相同的作用。
对y+不敏感的壁面处理也是Spalart-Allmaras模型的默认值，它允许你不用考虑近壁面的y+值而运行此模型。
只有当边界层的整体分辨率足够时，才能得到高质量的边界层数值结果。
这个要求实际上比实现特定的y+值更重要。
增强壁面函数
增强壁面函数增强壁面函数是一种新兴的图像处理技术，它可以按照用户要求对图像进行处理，以便将图像中的重要元素突出显示出来，使图像更加清晰。
增强壁面函数也可以通过修改图像的对比度和色彩，以增强图像的美感。
本文将从以下几个方面介绍增强壁面函数：定义、设计原理、应用以及未来发展方向。
首先，要理解增强壁面函数，必须先来认识它的定义。
增强壁面函数是一种基于曲线的图像处理技术，它对原始图像进行改变，以使曲线图满足用户的要求。
这一技术可以将曲线的曲率、前景的明暗度以及图像的色彩改变得更加突出，以便满足用户的需求。
其次，增强壁面函数的设计原理包括两个主要部分：曲线的曲率和色彩的平衡。
首先，在增强壁面函数中，曲线的曲率是增强图像的基础。
通过调整曲率，可以使每一种颜色的像素点在图像中显示得更清晰明了。
其次，在增强壁面函数中，色彩的平衡也是一个很重要的因素。
色彩平衡是指在一个图像中，把不同颜色的像素点的比例和明度调整到一定程度，使得图像看起来更加美观。
此外，增强壁面函数的应用也非常广泛，主要包括以下几个方面：（1）在图像质量评价方面，增强壁面函数技术可以检测出图像中存在的不同色度，从而进行准确的图像质量评价；（2）在图像修复方面，增强壁面函数技术可以增加图像中细节的清晰度，以及改善图像的色彩和对比度；（3）在电影特效方面，增强壁面函数技术可以在电影中控制隐藏的细节，让电影画面变得更加丰富多彩。
最后，就增强壁面函数的未来发展而言，随着现代计算机技术的发展，增强壁面函数的使用范围也将不断扩大，并极大地改善图像处理的质量。
由此可见，增强壁面函数技术在图像处理领域将发挥重要作用，将带来更多的惊喜。
综上所述，增强壁面函数是一种新兴的图像处理技术，它可以按照用户要求对图像进行处理，以便将图像中的重要元素突出显示出来，使图像更加清晰。
增强壁面函数的定义、设计原理、应用以及未来发展方向都得到了详细的介绍，这些技术的使用范围也将不断扩大，将带来更多的惊喜。
des模型壁面函数
des模型壁面函数
壁面函数是在流体动力学中用来描述流体在靠近固体壁面处的速度和剪切应力的函数。
在湍流模拟中，由于计算空间的限制，无法直接模拟整个边界层区域，因此需要使用壁面函数来近似描述边界层内的流动特性。
DES（Detached Eddy Simulation）是一种湍流模拟方法，结合了雷诺平均纳维-斯托克斯方程（RANS）和大涡模拟（LES）的优点。
在DES方法中，湍流流动被分为两个部分：一个是通过RANS方程求解，用来模拟湍流边界层的粘性效应；另一个是通过LES方程求解，用来模拟湍流边界层的非粘性效应。
在DES模型中，壁面函数起到了关键的作用。
它们用来描述流体在靠近壁面处的速度、剪切应力和湍流涡旋的大小。
常见的壁面函数有三种形式：1. 等度剪切剪切应力壁面函数（Eq. Wall Functions）；2. 弱相对运动率壁面函数（Low-Reynolds-Number Wall Functions）；3. 计算插值壁面函数（Computational Interpolation Wall Functions）。
在DES模型中，通常使用等度剪切剪切应力壁面函数。
这种壁面函数假设在壁面附近存在一个层状区域，该区域内的流动速度与剪切应力的分布呈线性关系。
通过将流体运动方程中的涡粘性项进行近似，可以得到壁面函数表达式。
DES模型壁面函数的具体形式和参数设置会根据具体的模拟问题而有所不同。
一般来说，需要根据流场的湍流强度、网格分
辨率等因素进行合理选择和调整。
在实际应用中，可以通过验证和比对实验数据来评估和改进壁面函数的准确性和适用性。
CFD中的壁面函数是怎么回事？
CFD中的壁面函数是怎么回事？近壁区域流体变量具有较大的梯度，因此对近壁区域的精细模拟基本上可以决定壁面流（wall-bounded flow）的结果是否成功。
大部分高雷诺数湍流模型，如kepsilon湍流模型、雷诺应力模型、LES模型，仅仅适用于离开壁面一定距离的湍流区域。
在高雷诺数区域，层流粘度相对于湍流粘度可以忽略不计。
然而在壁面区域附近，比如粘性之层中，雷诺数很低。
因此在这一部分区域需要考虑层流粘度的影响。
Spalart-Allmaras和komega湍流模型在壁面网格足够细化的情况下，可以适用于全雷诺数范围的流动。
对于kEpsilon模型，其中适用于粘性支层的kepsilon模型称之为低Re-kepsilon模型。
低雷诺数kepsilon湍流模型需要在粘性支层以及缓冲层内布置20个左右网格节点。
三维情况下，低雷诺数kepsilon湍流模型需要耗费大量的计算资源在近壁区。
如果采用传统的高Re数ke模型来计算，对于壁面附近区域，需要采用壁面函数法。
壁面函数的精髓在于，在那些流体变量梯度较大的近壁区域，不需要进行求解。
然而，壁面函数不适用于求解区域各处的雷诺数均较低的情况。
在使用壁面函数的时候，壁面的第一层网格需要布置在湍流边界层内，同时需要布置在足够旺盛的湍流区内。
例如log区是很好的选择。
如下图所示。
上图中，我们的网格节点Up便布置在log区。
这样便节省了粘性支层过密网格带来的资源消耗。
同时，我们还需要确保网格节点不能布置的太远。
那么在CFD计算前，如何能粗略的获取第一层网格高度的值呢？1. 首先我们需要管壁的摩擦因数，其大体可以这样计算：•内流：Cf=0.079Re^-0.25•外流：Cf=0.058Re^-0.22. 在获取Cf之后，计算壁面剪切力τ_w=0.5 Cf ρ U^23. 计算摩擦速度u_τ= (τ_w/ρ)^0.54. 第一层网格高度为h=(y+ μ)/(ρ u_τ)上面只是简单几何的情况下，第一层网格高度的计算公式。
闲谈CFD5闲谈CFD5——壁面函数vs.近壁面模型
闲谈CFD5闲谈CFD5——壁面函数vs.近壁面模型有两种方法处理近壁面区域。
一种方法，不求解粘性影响内部区域（粘性子层及过渡层），使用一种称之为“wall function”的半经验方法去计算壁面与充分发展湍流区域之间的粘性影响区域。
采用壁面函数法，省去了为壁面的存在而修改湍流模型。
另一种方法，修改湍流模型以使其能够求解近壁粘性影响区域，包括粘性子层。
此处使用的方法即近壁模型。
（近壁模型不需要使用壁面函数，如一些低雷诺数模型，K-W湍流模型是一种典型的近壁湍流模型）。
所有壁面函数（除scalable壁面函数外）的最主要缺点在于：沿壁面法向细化网格时，会导致使数值结果恶化。
当y+小于15时，将会在壁面剪切力及热传递方面逐渐导致产生无界错误。
然而这是若干年前的工业标准，如今ANSYS FLUENT采取了措施提供了更高级的壁面格式，以允许网格细化而不产生结果恶化。
这些y+无关的格式是默认的基于w方程的湍流模型。
对于基于epsilon方程的模型，增强壁面函数（EWT）提供了相同的功能。
这一选项同样是SA模型所默认的，该选项允许用户使其模型与近壁面y+求解无关。
（实际上是这样的：K-W方程是低雷诺数模型，采用网格求解的方式计算近壁面粘性区域，所以加密网格降低y+值不会导致结果恶化。
k-e方程是高雷诺数模型，其要求第一层网格位于湍流充分发展区域，而此时若加密网格导致第一层网格处于粘性子层内，则会造成计算结果恶化。
这时候可以使用增强壁面函数以避免这类问题。
SA模型默认使用增强壁面函数）。
只有当所有的边界层求解都达到要求了才可能获得高质量的壁面边界层数值计算结果。
这一要求比单纯的几个Y+值达到要求更重要。
覆盖边界层的最小网格数量在10层左右，最好能达到20层。
还有一点需要注意的是，提高边界层求解常常可以取得稳健的数值计算结果，因为只需要细化壁面法向方向网格。
与增加精度向伴随的是计算开销的增加。
对于非结构网格，建议划分10~20层棱柱层网格以提高壁面边界层的预测精度。
lbm 壁面函数
lbm 壁面函数
LB还原壁模型（LBMs）是计算流体动力学（CFD）中常用的一种技术。
它是一种基于格子的方法，用于模拟流体在不同壁面上的行为。
壁面函数是在模拟流动中用于处理流体靠近墙壁时的边界条件的一种方法。
LBMs中常用的壁面函数可以分为三类：无滑移壁面函数、局部滑移壁面函数和全局滑移壁面函数。
无滑移壁面函数是指流体在墙壁上的速度与墙壁完全相同，即不存在流体相对于墙壁的滑移。
这种壁面函数通常用于模拟流体与固体物体的接触，比如墙壁或管道。
局部滑移壁面函数是指流体在墙壁上的速度与墙壁之间存在一定的滑移，但滑移速度与墙壁上的切应力有关。
这种壁面函数通常用于模拟流体与粒子之间的相互作用，比如颗粒浆料中的流体与固体颗粒之间的接触。
全局滑移壁面函数是指流体在墙壁上的速度与墙壁之间存在一定的滑移，但滑移速度与墙壁上的切应力无关。
这种壁面函数通常用于模拟流体在微纳尺度上与墙壁之间的相互作用，比如纳米尺度上流体在固体表面的滑移行为。
在LBMs中，选择适当的壁面函数对于准确模拟流体在不同壁面上的行为非常重要。
根据具体的应用需求和模拟对象的特性，可以选择合适的壁面函数来处理流体与墙壁的相互作用，以获得准确的模拟结果。
壁面函数 correlation
壁面函数(correlation)是指在汽车、飞机、船舶及其它工程上，流体粘性剪切应力与与壁面的相互作用。
在流体动力学和传热学中具有重要意义。
一、壁面函数的定义壁面函数(correlation)是描述壁面附近流场物性参数变化的函数关系，它在计算流体流动特性时起到重要作用。
壁面函数的主要作用是用来计算物质在壁面附近的速度分布及各种参数关系的函数，以便在计算流场的数学模型中引入一些物性参数的变化，使得模型更符合实际情况。
二、壁面函数的研究意义1. 改善模型精度壁面函数的研究对于改善流体流动特性的计算模型精度具有重要作用。
在工程领域，尤其是在飞机、汽车等交通工具的设计中，对流体流动的精确计算往往能够带来更加合理和有效的设计方案。
2. 提高计算效率壁面函数的合理选取可以帮助提高流体流动特性的计算效率。
通过引入合适的壁面函数，可以简化数学模型，减少计算量，提高计算速度，从而更快地获得流场的物理性质参数。
3. 优化工程设计壁面函数的研究还可以帮助工程设计师更好地理解流体流动特性，以便优化工程设计。
通过对壁面函数的深入研究，可以提高对流体流动行为的理解，为工程设计提供更加准确的参考数据和理论依据。
三、壁面函数的应用领域壁面函数广泛应用于飞机、汽车、船舶等工程领域中。
在这些工程中，流体流动特性是设计过程中必须考虑的重要因素，而壁面函数的研究和应用则可以帮助工程师更好地理解和控制流体流动行为。
四、壁面函数的研究方法1. 实验方法壁面函数的研究可以通过实验来进行。
利用流体力学实验装置，观测流体在壁面附近的流动情况，获取相关数据，进行分析和总结，从而得出壁面函数的理论模型。
2. 数值模拟方法壁面函数的研究亦可通过数值模拟来实现。
利用计算流体动力学（CFD）等数值模拟方法，建立流体流动的数学模型，在其中引入壁面函数的影响，通过计算得出流体流动的各种参数，从而分析壁面函数的影响规律。
五、壁面函数的发展趋势随着科学技术的不断发展，壁面函数的研究也在不断深入。
近壁面函数的简单理解
近壁面函数的简单理解一个成功的湍流计算离不开好的网格。
在许多的湍流中，空间的有效粘性系数不同，是平均动量和其它标量输运的主要决定因素。
因此，如果需要有足够的精度，这就需要保证湍流量要比较精确求解。
由于湍流与平均流动有较强的相互作用，因此求解湍流问题比求解层流时候更依赖网格。
对于近壁网格而言，不同的近壁处理对网格要求也不同。
下面对常见的几种近壁处理的网格要求做个说明。
采用壁面函数时候的近壁网格：第一网格到壁面距离要在对数区内。
对数区的y+ >30～60。
FLUENT在y+ <12.225时候采用层流（线性）准则，因此网格不必要太密，因为壁面函数在粘性底层更本不起作用。
对数区与完全湍流的交界点随压力梯度和雷诺数变化。
如果雷诺数增加，该点远离壁面。
但在边界层里，必须有几个网格点。
壁面函数处理时网格划分采用双层模型时近壁网格要求当采用双层模型时，网格衡量参数是y+ ，并非y* 。
最理想的网格划分是需要第一网格在y+ ＝1位置。
如果稍微大点，比如＝4～5，只要位于粘性底层内，都是可以接收的。
理想的网格划分需要在粘性影响的区域内（Rey<200 ）至少有十个网格，以便可以计算粘性区域内的平均速度和湍流量。
采用双层区模型时网格划分采用Spalart-Allmaras 模型时的近壁网格要求该模型属于低雷诺数模型。
这就要求网格能满足求解粘性影响区域内的流动，引入了阻尼函数，用以削弱粘性底层的湍流粘性影响。
因此，理想的近壁网格要求和采用双层模型时候的网格要求一致。
采用大涡模拟的近壁网格要求对于大涡模拟，壁面条件采用了壁面法则，因此对近壁网格划分没有太多限制。
但是，如果要得到比较好的结果，最好网格要细，最近网格距离壁面在y+＝1的量级上。
for Hexa mesh, ==>Y+是第一层高度一半和viscous length scale 的比值for Tetra mesh==>Y+是第一层高度1/3和viscous length scale 的比值y+就是Yplus，它跟你在湍流模型里采用的近壁面函数选取有关，若Yplus为个位数，选增强型壁面函数，若在两位数以上，选标准或非平衡的壁面函数。
壁面函数法的应用问题【转载】
壁面函数法的应用问题【转载】转载声明：来自互联网，原地址已经不详，向原著者表示感谢壁面函数法在湍流计算中经常使用，许多书和文章也写到了壁面函数法，但如何实现壁面函数法？详细过程没有交待，需要编程者自己体会!陶文铨老师的《数值传热学>>只介绍到Y+>11.6左右时如何计算，对于Y+<11.6时如何计算只提到“在粘性支层中与壁面平行的速度与离开壁面的距离成线性关系”。
另外。
对于采用了贴体坐标转换的壁面函数法处理起来更复杂，故请教!壁面函数只在等雷诺应力层适用，即y+>11时，所以在划分网格时应当让第一个内节点满足y+>11关系。
如果想计算粘性底层，可以采用两层模型，或低雷诺两方程模型！程序中直接用层流计算即可，但由于在此区域湍流模型有问题，所以网格太密不见得结果好。
还是尽量取在旺盛湍流区。
要准确求解壁面处的流动，需要很细的网格，用壁面函数就是为了避开这一点采用的近似处理。
壁面函数在很多书和PAPER里都提到过，但不同模型和不同的人相差很远，而且没有完整的步骤。
我在编程中用到高雷诺数两方程模型，碰到了壁面函数的问题：1)由初始的速度U，按对数律计算U+；2)由U+计算出Y+；3)判断Y+>11.5，第一内点P位于旺盛湍流区，符合对数律，求P点U，K，E以及壁面W点的U，K，E4)若Y+<11.5，第一内点P位于粘性支层，按U+=Y+计算。
以上谈到的是规则域的壁面函数法处理，对于贴体坐标转换的壁面函数法处理起来更复杂，因为与壁面平行的速度才满足对数律。
最简单的办法是用对第一个节点的K,E直接赋值。
5)由U+，Y+计算ut(摩擦速度)6)K=ut*ut/sqrt(0.09)7)E=ut**3/y/0.42Y+<11.5时是应该层流处理，一般来说，层流底层Y+<5同对数领域Y+>30时数学模型同实验吻合较好，但是过渡区5<Y+<30的误差较大。
混合壁面函数
混合壁面函数
混合壁面函数是在计算流体力学(CFD)中用于描述流体在边界层内的流动行为的一种方法。
传统的壁面函数通常基于壁面摩擦速度和壁面距离，但是在表面粗糙或非均匀性较大的情况下，这些壁面函数的精度会受到限制。
混合壁面函数是一种将两种不同的壁面函数组合在一起的方法，以提高对于表面粗糙或非均匀性较大的情况下的精度，同时保持对于光滑表面的适用性。
混合壁面函数的基本思想是将壁面分为两个区域，分别适用于不同的壁面函数。
一般来说，靠近壁面的一部分区域使用高精度的壁面函数，而离壁面较远的另一部分区域则使用较简单的壁面函数。
混合壁面函数的使用可以提高CFD模拟的准确性，特别是在处理表面粗糙度较大的情况下。
然而，选择合适的混合壁面函数需要考虑多种参数和因素，并进行适当的验证和校准。
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一个成功的湍流计算离不开好的网格。
在许多的湍流中，空间的有效粘性系数不同，是平均动量和其它标量输运的主要决定因素。
因此，如果需要有足够的精度，这就需要保证湍流量要比较精确求解。
由于湍流与平均流动有较强的相互作用，因此求解湍流问题比求解层流时候更依赖网格。
对于近壁网格而言，不同的近壁处理对网格要求也不同。
下面对常见的几种近壁处理的网格要求做个说明。
采用壁面函数时候的近壁网格：第一网格到壁面距离要在对数区内。
对数区的y+ >30～60。
FLUENT在y+ <时候采用层流（线性）准则，因此网格不必要太密，因为壁面函数在粘性底层更本不起作用。
对数区与完全湍流的交界点随压力梯度和雷诺数变化。
如果雷诺数增加，该点远离壁面。
但在边界层里，必须有几个网格点。
壁面函数处理时网格划分采用双层模型时近壁网格要求当采用双层模型时，网格衡量参数是y+ ，并非y* 。
最理想的网格划分是需要第一网格在y+ ＝1位置。
如果稍微大点，比如＝4～5，只要位于粘性底层内，都是可以接收的。
理想的网格划分需要在粘性影响的区域内（Rey<200 ）至少有十个网格，以便可以计算粘性区域内的平均速度和湍流量。
采用双层区模型时网格划分采用Spalart-Allmaras 模型时的近壁网格要求该模型属于低雷诺数模型。
这就要求网格能满足求解粘性影响区域内的流动，引入了阻尼函数，用以削弱粘性底层的湍流粘性影响。
因此，理想的近壁网格要求和采用双层模型时候的网格要求一致。
采用大涡模拟的近壁网格要求对于大涡模拟，壁面条件采用了壁面法则，因此对近壁网格划分没有太多限制。
但是，如果要得到比较好的结果，最好网格要细，最近网格距离壁面在 y+＝1的量级上。
for Hexa mesh, ==>Y+是第一层高度一半和 viscous length scale 的比值 for Tetra mesh==>Y+是第一层高度1/3和 viscous length scale 的比值
y+就是Yplus，它跟你在湍流模型里采用的近壁面函数选取有关，若Yplus为个位数，选增强型壁面函数，若在两位数以上，选标准或非平衡的壁面函数。
y+的意思是底层网格必须划分在对数率成立的区域内。
一般应使y+的值为15~300，但是y+是模拟完成后才知道的。
而且同一个模型不同地方不同流速y+不一样，所以不是很精确。
如果模拟传热应注意y+对结果的影响。