湍流边界条件参数的设置
FLUENT参数设置
FLUENT参数设置1.网格设置：网格是影响仿真结果的重要因素，所以正确的网格设置非常重要。
(a)边界条件：首先，根据你的仿真模型，设置边界条件。
例如，如果你仿真的是空气流动在一个封闭空间中的问题，那么你需要设置墙壁、入口和出口的边界条件。
确保边界条件被准确地定义。
(b)网格划分：在网格划分中，你需要考虑网格精度和计算时间的平衡。
较精细的网格可以提供更准确的结果，但也会增加计算时间和内存需求。
所以要在增加精度和处理时间之间进行权衡。
(c)边界层网格：根据流场的特性，添加适当的边界层网格来更精确地捕捉均流条件。
(d)网格独立性：进行网格独立性分析，即通过在不同的网格细度上进行仿真，来判断模型结果是否收敛并保持一致。
2.物理模型设置：选择适当的物理模型是实现精确仿真的关键。
(a)流体模型：根据实际情况选择合适的流体模型。
例如，对于气体流动问题，可以选择标准的理想气体模型。
(b) 物理现象：考虑你希望研究或模拟的物理现象，并选择相应的模型。
例如，如果你希望研究湍流流动，可以选择湍流模型如k-epsilon模型。
(c)进一步模型设置：根据具体问题的特点，可以选择开启其他模型参数。
例如，对于多相流问题，需要开启相应的多相流模型。
3.数值设置：数值设置对于FLUENT的结果准确性和收敛性都有很大的影响。
(a)时间步长：根据仿真的时间尺度，选择适当的时间步长。
过大的时间步长可能导致不准确的结果，而过小的时间步长会增加计算时间。
(b)收敛准则：选择合适的收敛准则，例如残差的阈值。
一般来说，残差在迭代过程中应达到稳定状态，并且误差足够小。
(c)迭代方案：选择合适的求解器和预处理器。
FLUENT提供了多种求解器和预处理器的选择，根据具体问题进行设置。
4.结果输出：为了更好地理解仿真结果，合理的结果输出设置是必要的。
(a)监控参数：选择与你的研究目的相关的参数，如速度、温度、压力等，并设置相应的监控点。
(b)数值图表：选择合适的结果图表，如速度矢量图、压力分布图等，以更直观地观察结果。
fluent自然对流边界设置
fluent自然对流边界设置Fluent自然对流边界设置自然对流是指在流体中，由于温度差异而产生的自发对流现象。
在工程领域中，对流现象经常出现在流体传热和流体力学的问题中。
为了准确模拟和预测这些现象，需要使用专业的软件工具，如Fluent，来进行数值模拟和仿真分析。
在Fluent中，设置自然对流边界条件是模拟自然对流现象的关键步骤之一。
对于自然对流现象，边界条件的设置对模拟结果具有重要影响。
在Fluent中，可以通过设置边界类型、温度和传热系数等参数来模拟自然对流现象。
以下将详细介绍如何在Fluent中设置自然对流边界条件。
在Fluent中选择合适的边界类型。
对于自然对流现象，通常使用壁面边界条件来模拟。
壁面边界条件可以分为两种类型：绝热壁面和恒温壁面。
对于绝热壁面，边界上的温度梯度为零；对于恒温壁面，边界上的温度保持恒定。
根据具体问题的要求，选择合适的壁面边界条件。
设置边界的温度。
在Fluent中，可以通过直接输入温度值或者通过函数来设置边界的温度。
对于自然对流现象，边界的温度通常是随着时间变化的。
因此，可以通过定义一个函数来描述边界温度随时间的变化规律。
在Fluent中，可以选择不同的函数类型，如线性函数、指数函数、正弦函数等，来描述边界温度的变化规律。
设置边界的传热系数。
传热系数是描述对流传热能力的重要参数。
在Fluent中，可以通过设置边界的传热系数来模拟自然对流现象中的传热过程。
传热系数可以是一个常数，也可以是一个随时间变化的函数。
根据具体问题的要求，选择合适的传热系数。
除了上述的基本设置外，Fluent还提供了许多高级选项来进一步调节对流边界条件的模拟效果。
例如，可以设置边界的湍流模型、湍流强度和壁面辐射等参数，以更准确地模拟自然对流现象。
在进行自然对流边界条件设置时，还需要注意一些常见的问题。
首先，边界条件的选择应根据具体问题的要求来确定，不能盲目选择；其次，边界的温度和传热系数应根据实际情况进行合理设定，不要过分追求模拟结果的精确性；最后，需要不断验证和调整模拟结果，以提高模拟的准确性和可靠性。
(整理)FLUENT边界条件(2)—湍流设置.
FLUENT边界条件（2）—湍流设置（fluent教材—fluent入门与进阶教程于勇第九章）Fluent：湍流指定方法（Turbulence Specification Method）2009-09-16 20:50使用Fluent时，对于velocity inlet边界，涉及到湍流指定方法（Turbulence Specification Method），其中一项是Intensity and Hydraulic Diameter （强度和水利直径），本文对其进行论述。
其下参数共两项，（1）是Turbulence Intensity，确定方法如下：I=0.16/Re_DH^0.125 (1)其中Re_DH是Hydraulic Diameter（水力直径）的意思，即式(1)中的雷诺数是以水力直径为特征长度求出的。
雷诺数Re_DH=u×DH/υ(2)u为流速，DH为水利直径，υ为运动粘度。
水利直径见（2）。
（2）水利直径水力直径是水力半径的二倍，水力半径是总流过流断面面积与湿周之比。
水力半径R＝A/X (3)其中，A为截面积（管子的截面积）＝流量/流速X为湿周(字面理解水流过各种形状管子外圈湿一周的周长)例如：方形管的水利半径R=ab/2(a+b)水利直径DH=2×R (4)举例如下：如果水流速度u=10m/s，圆形管路直径2cm，水的运动粘度为1×10-6 m2/s。
则DH=2×3.14*r^2/(2*3.14*r)=2*3.14*0.01^2/(3.14*0.02)=0.01 r为圆管半径Re_DH=u×DH/υ=10*0.02/10e-6=20000I=0.16/Re_DH^0.125=0.16/20000^0.125=0.0463971424017634≈5%水力半径：润湿周长横截面积=h r ， 水力直径：h h r 4D =对圆管而言，管道直径和水力直径是一回事。
fluent边界条件设置教程
湍流强度 I 定义为相对于平均速度 u_avg 的脉动速度 u^'的均方根。
小于或等于 1%的湍流强度通常被认为低强度湍流，大于 10%被认为是高强度湍流。从 外界，测量数据的入口边界，你可以很好的估计湍流强度。例如：如果你模拟风洞试验，自 由流的湍流强度通常可以从风洞指标中得到。在现代低湍流风洞中自由流湍流强度通常低到 0.05%。.
确认改变之后，区域类型将会改变，名字也将自动改变 (如果初始名字时缺省的请参阅 边界条件区域名字一节),设定区域边界条件的面板也将自动打开。
！注意：这个方法不能用于改变周期性类型，因为该边界类型已经存在了附加限制。创 建边界条件一节解释了如何创建和分开周期性区域。需要注意的是，只能在图一中每一个类 别中改变边界类型(注意：双边区域表面是分离的不同单元区域.)
使用流动边界条件 下面对流动边界条件的使用作一概述 对于流动的出入口，FLUENT 提供了十种边界单元类型：速度入口、压力入口、质量 入口、压力出口、压力远场、质量出口，进风口，进气扇，出风口以及排气扇。 下面是 FLUENT 中的进出口边界条件选项： 速度入口边界条件用于定义流动入口边界的速度和标量 压力入口边界条件用来定义流动入口边界的总压和其它标量。 质量流动入口边界条件用于可压流规定入口的质量流速。在不可压流中不必指定入口的 质量流，因为当密度是常数时，速度入口边界条件就确定了质量流条件。 压力出口边界条件用于定义流动出口的静压（在回流中还包括其它的标量）。当出现回 流时，使用压力出口边界条件来代替质量出口条件常常有更好的收敛速度。 压力远场条件用于模拟无穷远处的自由可压流动，该流动的自由流马赫数以及静态条件 已经指定了。这一边界类型只用于可压流。 质量出口边界条件用于在解决流动问题之前，所模拟的流动出口的流速和压力的详细情 况还未知的情况。在流动出口是完全发展的时候这一条件是适合的，这是因为质量出口 边界条件假定出了压力之外的所有流动变量正法向梯度为零。对于可压流计算，这一条 件是不适合的。 进风口边界条件用于模拟具有指定的损失系数，流动方向以及周围（入口）环境总压和 总温的进风口。 进气扇边界条件用于模拟外部进气扇，它具有指定的压力跳跃，流动方向以及周围（进 口）总压和总温。 通风口边界条件用于模拟通风口，它具有指定的损失系数以及周围环境（排放处）的静 压和静温。 排气扇边界条件用于模拟外部排气扇，它具有指定的压力跳跃以及周围环境（排放处） 的静压。
CFX边界条件设置讲解[1]
![CFX边界条件设置讲解[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/3399f05277232f60ddcca1f6.png)
Outlet
CFX 11.0 ANSYS, Inc. Proprietary
Version 1.3
Fast convergence of mass flow
Mass flow restart
Mass flow diverges
Inventory #002445 4-8
边界条件
合理设置边界条件
Version 1.3
CFX 11.0 ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #002445 4-11
边界条件
合理设置边界条件
• 实例
x
5 m/s
情况2: 可压缩流体 1) 质量守恒 过度约束
2) X方向动量守恒 约束不足
3/23/2007 © 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.
湍流强度和自动计算特征尺度 • 这个选项允许你去指定一个湍流强度但是特征尺度仍然需要自动计算. 湍流强度允许的范围是被限制在
0.1%-10.0% 的范围内，相应的代表很低的湍流程度到很高的团里程度. 通常上讲，自动计算出的特征 长度是不适合外流计算所需的
湍流强度和特征尺度 • 你可以直接指定湍流强度和特征尺度, 通过这两个选项k 和 ε 的值被计算出来. 低湍流强度 (Intensity = 1%) • 这里定义了一个 1% i的湍流强度和一个等于 1涡粘率. 中湍流强度 (Intensity = 5%) • 这里定义了一个 5% i的湍流强度和一个等于 10涡粘率. • 我们推荐这个选项，如果你不知道有关你要模拟情况的任何信息. 中湍流强度 (Intensity = 10%) • 这里定义了一个 10% i的湍流强度和一个等于 100涡粘率. 指定湍流强度和涡粘率
FLUENT知识点解读
一、基本设置1．Double Precision的选择启动设置如图，这里着重说说Double Precision（双精度）复选框，对于大多数情况，单精度求解器已能很好的满足精度要求，且计算量小，这里我们选择单精度。
然而对于以下一些特定的问题，使用双精度求解器可能更有利[1]。
a.几何特征包含某些极端的尺度（如非常长且窄的管道），单精度求解器可能不能足够精确地表达各尺度方向的节点信息。
b.如果几何模型包含多个通过小直径管道相互连接的体，而某一个区域的压力特别大（因为用户只能设定一个总体的参考压力位置），此时，双精度求解器可能更能体现压差带来的流动（如渐缩渐扩管的无粘与可压缩流动模拟）。
c.对于某些高导热系数比或高宽纵比的网格，使用单精度求解器可能会遇到收敛性不佳或精确度不足不足的问题，此时，使用双精度求解器可能会有所帮助。
2．网格光顺化用光滑和交换的方式改善网格：通过Mesh下的Smooth/Swap来实现，可用来提高网格质量，一般用于三角形或四边形网格，不过质量提高的效果一般般，影响较小，网格质量的提高主要还是在网格生成软件里面实现，所以这里不再用光滑和交换的方式改善网格，其原理可参考《FLUENT全攻略》（已下载）。
3．Pressure-based与Density-based求解器设置如图。
下面说一说Pressure-based和Density-based的区别：Pressure-Based Solver是Fluent的优势，它是基于压力法的求解器，使用的是压力修正算法，求解的控制方程是标量形式的，擅长求解不可压缩流动，对于可压流动也可以求解；Fluent 6.3以前的版本求解器，只有Segregated Solver和Coupled Solver，其实也是Pressure-Based Solver的两种处理方法；Density-Based Solver是Fluent 6.3新发展出来的，它是基于密度法的求解器，求解的控制方程是矢量形式的，主要离散格式有Roe，AUSM+，该方法的初衷是让Fluent具有比较[1] 李鹏飞,徐敏义,王飞飞.精通CFD工程仿真与案例实战：FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot[M]. 北京,人民邮电出版社,2011:114-116好的求解可压缩流动能力，但目前格式没有添加任何限制器，因此还不太完善；它只有Coupled的算法；对于低速问题，他们是使用Preconditioning方法来处理，使之也能够计算低速问题。
边界条件中湍流设置
在入口、出口或远场边界流入流域的流动，FLUENT 需要指定输运标量的值。
本节描述了对于特定模型需要哪些量，并且该如何指定它们。
也为确定流入边界值最为合适的方法提供了指导方针。
使用轮廓指定湍流参量在入口处要准确的描述边界层和完全发展的湍流流动，你应该通过实验数据和经验公式创建边界轮廓文件来完美的设定湍流量。
如果你有轮廓的分析描述而不是数据点，你也可以用这个分析描述来创建边界轮廓文件，或者创建用户自定义函数来提供入口边界的信息。
一旦你创建了轮廓函数，你就可以使用如下的方法：● Spalart-Allmaras 模型：在湍流指定方法下拉菜单中指定湍流粘性比，并在在湍流粘性比之后的下拉菜单中选择适当的轮廓名。
通过将m_t/m 和密度与分子粘性的适当结合， FLUENT 为修改后的湍流粘性计算边界值。
● k-e 模型：在湍流指定方法下拉菜单中选择K 和Epsilon 并在湍动能（Turb. KineticEnergy ）和湍流扩散速度（Turb. Dissipation Rate ）之后的下拉菜单中选择适当的轮廓名。
● 雷诺应力模型：在湍流指定方法下拉菜单中选择K 和Epsilon 并在湍动能（Turb. KineticEnergy ）和湍流扩散速度（Turb. Dissipation Rate ）之后的下拉菜单中选择适当的轮廓名。
在湍流指定方法下拉菜单中选择雷诺应力部分，并在每一个单独的雷诺应力部分之后的下拉菜单中选择适当的轮廓名。
湍流量的统一说明在某些情况下流动流入开始时，将边界处的所有湍流量指定为统一值是适当的。
比如说，在进入管道的流体，远场边界，甚至完全发展的管流中，湍流量的精确轮廓是未知的。
在大多数湍流流动中，湍流的更高层次产生于边界层而不是流动边界进入流域的地方，因此这就导致了计算结果对流入边界值相对来说不敏感。
然而必须注意的是要保证边界值不是非物理边界。
非物理边界会导致你的解不准确或者不收敛。
CFD分析基础-边界条件和湍流
设置边界条件
各区域在前处理过程中划分完成 为特定的域设置边界条件:
Define Boundary Conditions...
在Zone列表中选择域的名称. 在 zone type列表中选择边界类型 点击 Set...按钮进行边界条件的设置
亦可在图形界面中采用鼠标右键来选择边界 进行设置.
注: 在有回流产生的情况下，采用压力出口条件代替出流条 件可能更加有利于求解问题的收敛.
出流 （Outflow）条件的限制
出流条件不能应用于:
可压缩流动. 在采用压力入口的情况下 (通常可用速度入口代替): 密度会改变的非定常流动.
outflow condition ill-posed
在求解过程中或部分区域中出现. 假设方向垂直于边界. 可以减少收敛的难度. 当逆流发生时，设定的静压值作为总压计算.
压力出口条件（pressure outlet） (2)
不可压缩流动:
输入静压定义出口边界条件 其它所有边界参数通过内部流动计算获得. 如果局部超音速，则忽略静压输入. 所有边界参数通过内部流动计算获得.
设定各出口的流量权重: mi=FRWi/FRWi.
各出口静压根据流动的分布不同而不 同.
velocity inlet
FRW1
也可以采用压力出口条件设定.
FRW2
velocity-inlet (v,T0) or pressure-inlet (p0,T0)
pressure-outlet (ps)1 pressure-outlet (ps)2
湍流边界条件的设置
在流场的入口、出口和远场边界上，用户需要定义流场的湍流参数。
在FLUENT 中可以使用的湍流模型有很多种。
在使用各种湍流模型时，哪些变量需要设定，哪些不需要设定以及如何给定这些变量的具体数值，都是经常困扰用户的问题。
本小节只讨论在边界上设置均匀湍流参数的方法，湍流参数在边界上不是均匀分布的情况可以用型函数和UDF（用户自定义函数）来定义，具体方法请参见相关章节的叙述。
在大多数情况下，湍流是在入口后面一段距离经过转捩形成的，因此在边界上设置均匀湍流条件是一种可以接受的选择。
特别是在不知道湍流参量的分布规律时，在边界上采用均匀湍流条件可以简化模型的设置。
在设置边界条件时，首先应该定性地对流动进行分析，以便边界条件的设置不违背物理规律。
违背物理规律的参数设置往往导致错误的计算结果，甚至使计算发散而无法进行下去。
在Turbulence Specification Method （湍流定义方法）下拉列表中，可以简单地用一个常数来定义湍流参数，即通过给定湍流强度、湍流粘度比、水力直径或湍流特征长在边界上的值来定义流场边界上的湍流。
下面具体讨论这些湍流参数的含义，以保证在设置模型时不出现违背流动规律的错误设置：（1）湍流强度（Turbulence Intensity）湍流强度I的定义为：I=Sq rt(u’*u’+v’*v’+w’*w’)/u_avg (8-1)上式中u',v' 和w' 是速度脉动量，u_avg是平均速度。
湍流强度小于1％时，可以认为湍流强度是比较低的，而在湍流强度大于10％时，则可以认为湍流强度是比较高的。
在来流为层流时，湍流强度可以用绕流物体的几何特征粗略地估算出来。
比如在模拟风洞试验的计算中，自由流的湍流强度可以用风洞的特征长度估计出来。
在现代的低湍流度风洞中，自由流的湍流强度通常低于0.05%。
内流问题进口处的湍流强度取决于上游流动状态。
如果上游是没有充分发展的未受扰流动，则进口处可以使用低湍流强度。
fluent边界条件设置
fluent边界条件设置边界条件设置问题1、速度⼊⼝边界条件（velocity-inlet）：给出进⼝速度及需要计算的所有标量值。
该边界条件适⽤于不可压缩流动问题。
Momentum 动量 thermal 温度 radiation 辐射 species 种类DPM DPM模型（可⽤于模拟颗粒轨迹） multipahse 多项流UDS（User define scalar 是使⽤fluent求解额外变量的⽅法）Velocity specification method 速度规范⽅法： magnitude，normal to boundary 速度⼤⼩，速度垂直于边界；magnitude and direction ⼤⼩和⽅向；components 速度组成Reference frame 参考系：absolute绝对的；Relative to adjacent cell zone 相对于邻近的单元区Velocity magnitude 速度的⼤⼩Turbulence 湍流Specification method 规范⽅法k and epsilon K-E⽅程：1 Turbulent kinetic energy湍流动能；2 turbulent dissipation rate 湍流耗散率Intensity and length scale 强度和尺⼨： 1湍流强度 2 湍流尺度=（L为⽔⼒半径）intensity and viscosity rate强度和粘度率：1湍流强度2湍流年度率intensity and hydraulic diameter强度与⽔⼒直径：1湍流强度；2⽔⼒直径2、压⼒⼊⼝边界条件（pressure-inlet）：压⼒进⼝边界条件通常⽤于给出流体进⼝的压⼒和流动的其它标量参数，对计算可压和不可压问题都适合。
压⼒进⼝边界条件通常⽤于不知道进⼝流率或流动速度时候的流动，这类流动在⼯程中常见，如浮⼒驱动的流动问题。
CFD分析基础-边界、网格、湍流模型
Realizable k–ε (RKE) 模型
术语 realizable 意味着这个模型满足在雷诺压力上的特定数学约束,
与物理紊流流动一致. uiuj 0
法向应力为正: 关于 Reynolds 剪切压力的Schwarz’不等式 :
uiuj
2
ui2u
2 j
标准 k–ε 模型和 RNG k–ε 模型都不是可实现的
LES（大涡模拟）基本原理
动量、质量、能量及其他被动标量大多由大尺度涡输 送
大涡结构（又称拟序结构）受流场影响较大，是由所 涉及流动的几何形状和边界条件决定的。
小尺度涡则认为是各向同性的受几何形状与边界条件 影响较小。
大涡模拟通过滤波处理，将小于某个尺度的旋涡从流 场中过滤掉，只计算大涡，然后通过求解附加方程得 到小涡的解。
标准 k–ε 模型的变形. “realizability” 来自允许确定的数学约束的改变的最终根据改善这种模型的性能.
Standard k–ω
SST k–ω Reynolds Stress
两个输运方程模型解出 k 和 ω, 指定的耗散率 (ε / k) 基于 Wilcox (1998). 这是默认的 k–ω模型. 在有界 壁面和低雷诺数流动中显示了较高性能. 显示了对过渡的较好预测. 用来解决过渡, 自由剪切, 和可压 流动.
DES（分离涡模拟模式） LES/ 4 fps
Example: Flow Around a Cylinder
wall
2 ft
1 ft
2 ft
wall
5 ft
14.5 ft
Compute drag coefficient of the cylinder
Turbulence Modeling Approach
starccm边界条件
starccm边界条件一、介绍在计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）领域，Star-CCM+是一款广泛应用于工程仿真的商业软件。
该软件具有强大的求解器和多样化的功能，可以模拟各种流体流动问题。
而边界条件则是在建立流动模型时，对流体领域的物理边界进行设定的条件。
本文将深入探讨Star-CCM+中的边界条件及其应用。
二、边界条件的分类在Star-CCM+中，边界条件可以分为三类：入流条件、出流条件和壁面条件。
下面将分别对这三类边界条件进行详细讨论。
2.1 入流条件入流条件是指模拟流体流动时，流体从边界进入计算区域的边界条件。
在Star-CCM+中，有多种入流条件可供选择，如：1.压力入流条件：可以指定边界处的静压力或总压力。
2.质量流率入流条件：可以根据质量流率设定边界处的入流速度。
3.对流入流条件：可根据流体的初始条件和速度场来设定入流边界。
4.指定相对速度入流条件：可指定与其他物体相对运动的速度。
5.指定涡动强度和湍流动能入流条件：适用于模拟湍流流动的入流边界。
2.2 出流条件出流条件是指流体通过边界离开计算区域时的边界条件。
在Star-CCM+中，常见的出流条件有：1.压力出流条件：可以指定边界处的静压力。
2.质量流率出流条件：可以设定边界处的出流速度，保持质量流率不变。
3.对流出流条件：可以设定边界处的出流速度，根据流体在计算区域内的速度场进行模拟。
2.3 壁面条件壁面条件是指流体在与实体边界接触时的边界条件。
Star-CCM+中常见的壁面条件包括：1.粘性壁面条件：适用于粘性流体，可指定壁面处的摩擦系数。
2.光滑壁面条件：适用于非粘性流体，假定流体与壁面无摩擦。
3.孔壁面条件：适用于介质中存在孔隙或孔道的壁面。
4.翼型壁面条件：适用于翼型等具有几何特征的壁面。
三、边界条件的设定在Star-CCM+中设定边界条件需要考虑模拟的具体问题和所需的物理精度。
大气边界层中的湍流边界条件模拟
大气边界层中的湍流边界条件模拟大气边界层中的湍流边界条件模拟对于气象、环境科学、工程学等领域具有重要意义。
湍流边界条件的准确模拟可以帮助我们更好地理解大气运动规律，优化气象预报模型，改善环境污染模拟和控制措施，提高风力发电等能源利用效率。
本文将介绍大气边界层中湍流边界条件模拟的背景、方法和应用，并探讨其中的挑战和发展方向。
一、背景大气边界层是大气中的一个重要层次，位于地面附近，高度通常在几百米到几千米之间。
在这个层次中，气象要素（如风速、温度、湿度等）发生显著变化，湍流现象较为频繁。
湍流是一种不规则而复杂的气流运动形式，具有随机性和不可预测性。
因此，准确模拟湍流边界条件对于大气运动的研究具有重要意义。
二、方法为了模拟大气边界层中的湍流边界条件，研究人员采用了多种方法。
其中，最常用的方法包括：物理模拟、数值模拟和实测数据分析。
1. 物理模拟：物理模拟是通过实验室内的物理实验来模拟大气边界层中的湍流边界条件。
研究人员可以利用风洞模拟大气流动，并通过测量仪器获取湍流边界条件的相关数据。
物理模拟方法可以提供较为准确的湍流数据，但存在成本高、实验过程复杂和受实验装置限制等问题。
2. 数值模拟：数值模拟是通过计算机模型来模拟湍流边界条件。
研究人员可以建立基于流体力学方程的数值模型，并使用数值计算方法求解得到湍流边界条件。
数值模拟方法可以有效地模拟湍流边界条件，但也需要大量的计算资源和高精度的数值算法。
3. 实测数据分析：实测数据分析是通过现场观测获取大气边界层中湍流边界条件的相关数据，并进行统计分析。
研究人员可以借助气象监测站、气球观测、卫星遥感等手段获取湍流边界条件的实测数据。
实测数据分析方法可以提供真实的湍流边界条件数据，但存在获取数据难、站点稀疏等问题。
三、应用湍流边界条件模拟在气象、环境科学、工程学等领域具有广泛应用。
1. 气象预报模型：大气边界层中湍流边界条件的准确模拟可以帮助气象学家改善天气预报模型的精度。
湍流的边界条件
在入口、出口或远场边界流入流域的流动，FLUENT 需要指定输运标量的值。
本节描述了对于特定模型需要哪些量，并且该如何指定它们。
也为确定流入边界值最为合适的方法提供了指导方针。
使用轮廓指定湍流参量在入口处要准确的描述边界层和完全发展的湍流流动，你应该通过实验数据和经验公式创建边界轮廓文件来完美的设定湍流量。
如果你有轮廓的分析描述而不是数据点，你也可以用这个分析描述来创建边界轮廓文件，或者创建用户自定义函数来提供入口边界的信息。
一旦你创建了轮廓函数，你就可以使用如下的方法：● Spalart-Allmaras 模型：在湍流指定方法下拉菜单中指定湍流粘性比，并在在湍流粘性比之后的下拉菜单中选择适当的轮廓名。
通过将m_t/m 和密度与分子粘性的适当结合， FLUENT 为修改后的湍流粘性计算边界值。
● k-e 模型：在湍流指定方法下拉菜单中选择K 和Epsilon 并在湍动能（Turb. KineticEnergy ）和湍流扩散速度（Turb. Dissipation Rate ）之后的下拉菜单中选择适当的轮廓名。
● 雷诺应力模型：在湍流指定方法下拉菜单中选择K 和Epsilon 并在湍动能（Turb. KineticEnergy ）和湍流扩散速度（Turb. Dissipation Rate ）之后的下拉菜单中选择适当的轮廓名。
在湍流指定方法下拉菜单中选择雷诺应力部分，并在每一个单独的雷诺应力部分之后的下拉菜单中选择适当的轮廓名。
湍流量的统一说明在某些情况下流动流入开始时，将边界处的所有湍流量指定为统一值是适当的。
比如说，在进入管道的流体，远场边界，甚至完全发展的管流中，湍流量的精确轮廓是未知的。
在大多数湍流流动中，湍流的更高层次产生于边界层而不是流动边界进入流域的地方，因此这就导致了计算结果对流入边界值相对来说不敏感。
然而必须注意的是要保证边界值不是非物理边界。
非物理边界会导致你的解不准确或者不收敛。
湍流边界条件参数的设置
2011-8-30蓝色流体|流体专业论坛专注流体 - Pow…标题: [fluent相关]湍流边界条件参数的设置作者: ifluid 时间: 2009-4-14 15:02 标题: 湍流边界条件参数的设置在流场的入口、出口和远场边界上，用户需要定义流场的湍流参数。
在FLUENT 中可以使用的湍流模型有很多种。
在使用各种湍流模型时，哪些变量需要设定，哪些不需要设定以及如何给定这些变量的具体数值，都是经常困扰用户的问题。
本小节只讨论在边界上设置均匀湍流参数的方法，湍流参数在边界上不是均匀分布的情况可以用型函数和UDF（用户自定义函数）来定义，具体方法请参见相关章节的叙述。
在大多数情况下，湍流是在入口后面一段距离经过转捩形成的，因此在边界上设置均匀湍流条件是一种可以接受的选择。
特别是在不知道湍流参量的分布规律时，在边界上采用均匀湍流条件可以简化模型的设置。
在设置边界条件时，首先应该定性地对流动进行分析，以便边界条件的设置不违背物理规律。
违背物理规律的参数设置往往导致错误的计算结果，甚至使计算发散而无法进行下去。
在Turbulence Specification Method （湍流定义方法）下拉列表中，可以简单地用一个常数来定义湍流参数，即通过给定湍流强度、湍流粘度比、水力直径或湍流特征长在边界上的值来定义流场边界上的湍流。
下面具体讨论这些湍流参数的含义，以保证在设置模型时不出现违背流动规律的错误设置：（1）湍流强度（Turbulence Intensity）湍流强度I的定义为：I=Sqrt(u’*u’+v’*v’+w’*w’)/u_avg上式中u',v' 和w' 是速度脉动量，u_av g是平均速度。
湍流强度小于1％时，可以认为湍流强度是比较低的，而在湍流强度大于10％时，则可以认为湍流强度是比较高的。
在来流为层流时，湍流强度可以用绕流物体的几何特征粗略地估算出来。
比如在模拟风洞试验的计算中，自由流的湍流强度可以用风洞的特征长度估计出来。
fluent水力半径和湍动强度的设置
fluent水力半径和湍动强度的设置摘要：一、Fluent 水力半径和湍动强度的设置概述二、水力半径的设置方法及其对模拟结果的影响三、湍动强度的设置方法及其对模拟结果的影响四、总结正文：一、Fluent 水力半径和湍动强度的设置概述在Fluent 中，水力半径和湍动强度是两个重要的设置参数，对于模拟流体动力学问题有着重要的影响。
水力半径主要用于描述管道的粗糙程度，而湍动强度则用于描述流体运动的混乱程度。
这两个参数的设置会直接影响到模拟结果的准确性和可靠性。
二、水力半径的设置方法及其对模拟结果的影响水力半径的设置主要可以通过以下几个步骤完成：1.确定管道的长度和形状。
管道的长度和形状会影响到水力半径的计算。
一般来说，管道越长，水力半径越大；管道越粗，水力半径越大。
2.确定管道的粗糙程度。
管道的粗糙程度可以通过实验测量得到，也可以通过经验公式计算。
一般来说，管道越粗糙，水力半径越大。
3.输入Fluent 中的水力半径参数。
在Fluent 中，可以通过设定zone 属性来输入水力半径参数。
水力半径的设置对模拟结果的影响主要体现在以下几个方面：1.影响流体的摩擦阻力。
水力半径越大，流体的摩擦阻力越大，从而影响到流体的流速和压力分布。
2.影响热传递。
水力半径越大，热传递的效率越高，因为流体与管道壁之间的温差越小。
三、湍动强度的设置方法及其对模拟结果的影响湍动强度的设置主要可以通过以下几个步骤完成：1.确定湍流模型。
在Fluent 中，有多种湍流模型可供选择，如k-ε模型、k-ω模型等。
不同的湍流模型对湍动强度的计算方法不同，因此需要先确定湍流模型。
2.输入湍动强度的参数。
在Fluent 中，可以通过设定material 属性或者zone 属性来输入湍动强度参数。
3.调整湍动强度的边界条件。
在Fluent 中，可以通过设定boundary condition 来调整湍动强度的边界条件。
湍动强度的设置对模拟结果的影响主要体现在以下几个方面：1.影响流体的混合程度。
FLUENT边界条件2—湍流设置
FLUENT边界条件（2）—湍流设置（fluent教材—fluent入门与进阶教程于勇第九章）Fluent：湍流指定方法（Turbulence Specification Method）2009-09-16 20:50使用Fluent时，对于velocity inlet边界，涉及到湍流指定方法（Turbulence Specification Method），其中一项是Intensity and Hydraulic Diameter （强度和水利直径），本文对其进行论述。
其下参数共两项，（1）是Turbulence Intensity，确定方法如下：I=0.16/Re_DH^0.125 (1)其中Re_DH是Hydraulic Diameter（水力直径）的意思，即式(1)中的雷诺数是以水力直径为特征长度求出的。
雷诺数Re_DH=u×DH/υ(2)u为流速，DH为水利直径，υ为运动粘度。
水利直径见（2）。
（2）水利直径水力直径是水力半径的二倍，水力半径是总流过流断面面积与湿周之比。
水力半径R＝A/X (3)其中，A为截面积（管子的截面积）＝流量/流速X为湿周(字面理解水流过各种形状管子外圈湿一周的周长)例如：方形管的水利半径R=ab/2(a+b)水利直径DH=2×R (4)举例如下：如果水流速度u=10m/s，圆形管路直径2cm，水的运动粘度为1×10-6 m2/s。
则DH=2×3.14*r^2/(2*3.14*r)=2*3.14*0.01^2/(3.14*0.02)=0.01 r为圆管半径Re_DH=u×DH/υ=10*0.02/10e-6=20000I=0.16/Re_DH^0.125=0.16/20000^0.125=0.0463971424017634≈5%水力半径：润湿周长横截面积=h r ， 水力直径：h h r 4D =对圆管而言，管道直径和水力直径是一回事。
fluent边界条件wall
fluent边界条件wall摘要：一、引言二、Fluent 软件介绍三、边界条件wall 的概念四、边界条件wall 的设置方法五、边界条件wall 在Fluent 中的应用实例六、总结正文：一、引言Fluent 是一款广泛应用于流体动力学模拟的软件，通过对流体流动、传热和化学反应等过程进行数值模拟，帮助用户分析工程问题。
在Fluent 中，边界条件是对流体流动模型进行初始化和设置的重要步骤。
本文将重点介绍Fluent 中的边界条件wall。
二、Fluent 软件介绍Fluent 是ANSYS 公司开发的一款流体动力学模拟软件，提供了一个完整的计算流体动力学（CFD）解决方案。
它适用于各种流体流动问题，包括湍流、层流、稀薄气体、多相流等。
Fluent 软件可以通过求解Navier-Stokes 方程、能量方程和物质传输方程等，模拟流体流动、传热和化学反应等过程。
三、边界条件wall 的概念在Fluent 中，边界条件是指流体流动模型在特定区域内的初始和边界条件。
边界条件wall 是Fluent 中的一种边界条件类型，主要用于描述流体与固体壁面的相互作用。
它包括壁面上的流速、压力、热通量等物理量的分布。
四、边界条件wall 的设置方法在Fluent 中设置边界条件wall 的方法如下：1.打开Fluent 软件，导入需要进行模拟的模型。
2.在Geometry 模块中，定义模型的几何形状。
3.在Boundary Conditions 模块中，选择wall 边界条件类型。
4.根据实际问题，设置wall 边界条件，如流速、压力、热通量等。
5.将模型划分网格，并设置其他边界条件。
6.进行模拟计算，观察结果并进行分析。
五、边界条件wall 在Fluent 中的应用实例以模拟流体在管道内流动为例，应用边界条件wall：1.导入管道模型，设置管道的几何参数。
2.在Boundary Conditions 模块中，选择wall 边界条件类型。
fluent圆管仿真湍流参数设置
一、概述在工程领域中，流体力学仿真是一项十分重要的工作。
在进行流体力学仿真时，对于湍流参数的设置尤为关键。
本文主要讨论在使用fluent软件进行圆管湍流仿真时，如何设置参数以获得准确可靠的结果。
二、湍流模型的选择1. 简介在进行圆管湍流仿真时，首先需要选择合适的湍流模型。
目前常用的湍流模型包括k-ε模型、k-ω模型、SST湍流模型等。
每种湍流模型都有其适用的范围和局限性。
2. 参数设置在fluent软件中，进行湍流模型选择时需要考虑雷诺数、流场特性等因素。
根据具体情况选择合适的湍流模型，并对相应的参数进行设置。
三、网格划分1. 网格类型在进行圆管湍流仿真时，合适的网格划分也是至关重要的。
常见的网格类型包括结构化网格、非结构化网格等。
2. 网格密度对于圆管湍流仿真，网格的密度对结果的准确性有着直接的影响。
在fluent软件中，可以通过设置不同的网格密度来进行网格划分。
四、边界条件设置1. 入口边界条件对于圆管湍流仿真，入口边界条件的设置对结果有着重要的影响。
在fluent软件中，可以通过设定入口速度、湍流强度等参数来进行设置。
2. 出口边界条件出口边界条件的设置同样十分重要。
在fluent软件中，需要考虑出口压力、流速等参数。
五、求解器设置1. 时间步长在进行湍流仿真时，时间步长的选择对结果的精度有着很大的影响。
需要根据具体情况进行合理的设置。
2. 收敛准则在fluent软件中，收敛准则的设置也是必不可少的。
通过调整收敛准则的值来保证计算结果的准确性。
六、计算结果分析1. 流场分布通过fluent软件进行湍流仿真后，可以获得流场的分布情况。
需要对结果进行仔细的分析和比对。
2. 压降计算在圆管湍流仿真中，压降是一个重要的参数。
需要对压降进行精确的计算和分析。
七、总结圆管湍流仿真是流体力学仿真中的重要内容。
在使用fluent软件进行仿真时，正确的参数设置和合理的操作流程至关重要。
通过本文的讨论，相信读者对圆管湍流仿真的参数设置有了更清晰的认识，能够在实际工程中取得更好的仿真结果。
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2011-8-30蓝色流体|流体专业论坛专注流体 - Pow…标题: [fluent相关]湍流边界条件参数的设置作者: ifluid 时间: 2009-4-14 15:02 标题: 湍流边界条件参数的设置在流场的入口、出口和远场边界上，用户需要定义流场的湍流参数。
在FLUENT 中可以使用的湍流模型有很多种。
在使用各种湍流模型时，哪些变量需要设定，哪些不需要设定以及如何给定这些变量的具体数值，都是经常困扰用户的问题。
本小节只讨论在边界上设置均匀湍流参数的方法，湍流参数在边界上不是均匀分布的情况可以用型函数和UDF（用户自定义函数）来定义，具体方法请参见相关章节的叙述。
在大多数情况下，湍流是在入口后面一段距离经过转捩形成的，因此在边界上设置均匀湍流条件是一种可以接受的选择。
特别是在不知道湍流参量的分布规律时，在边界上采用均匀湍流条件可以简化模型的设置。
在设置边界条件时，首先应该定性地对流动进行分析，以便边界条件的设置不违背物理规律。
违背物理规律的参数设置往往导致错误的计算结果，甚至使计算发散而无法进行下去。
在Turbulence Specification Method （湍流定义方法）下拉列表中，可以简单地用一个常数来定义湍流参数，即通过给定湍流强度、湍流粘度比、水力直径或湍流特征长在边界上的值来定义流场边界上的湍流。
下面具体讨论这些湍流参数的含义，以保证在设置模型时不出现违背流动规律的错误设置：（1）湍流强度（Turbulence Intensity）湍流强度I的定义为：I=Sqrt(u’*u’+v’*v’+w’*w’)/u_avg上式中u',v' 和w' 是速度脉动量，u_av g是平均速度。
湍流强度小于1％时，可以认为湍流强度是比较低的，而在湍流强度大于10％时，则可以认为湍流强度是比较高的。
在来流为层流时，湍流强度可以用绕流物体的几何特征粗略地估算出来。
比如在模拟风洞试验的计算中，自由流的湍流强度可以用风洞的特征长度估计出来。
在现代的低湍流度风洞中，自由流的湍流强度通常低于0.05%。
内流问题进口处的湍流强度取决于上游流动状态。
如果上游是没有充分发展的未受扰流动，则进口处可以使用低湍流强度。
如果上游是充分发展的湍流，则进口处湍流强度可以达到几个百分点。
如果管道中的流动是充分发展的湍流，则湍流强度可以用公式(8-2)计算得到，这个公式是从管流经验公式得到的：I=u’/u_avg=0.16*Re_DH^-0.125其中Re_DH是Hy draulic Diameter（水力直径）的意思，即式(8-2)中的雷诺数是以水力直径为特征长度求出的。
（2）湍流的长度尺度与水力直径湍流能量主要集中在大涡结构中，而湍流长度尺度l则是与大涡结构相关的物理量。
在充分发展的管流中，因为漩涡尺度不可能大于管道直径，所以l 是受到管道尺寸制约的几何量。
湍流长度尺度l与管道物理尺寸L关系可以表示为：l = 0.07L式中的比例因子0.07是充分发展管流中混合长的最大值，而L则是管道直径。
在管道截面不是圆形时，L可以取为管道的水力直径。
2011-8-30蓝色流体|流体专业论坛专注流体 - Pow…湍流的特征长取决于对湍流发展具有决定性影响的几何尺度。
在上面的讨论中，管道直径是决定湍流发展过程的唯一长度量。
如果在流动中还存在其他对流动影响更大的物体，比如在管道中存在一个障碍物，而障碍物对湍流的发生和发展过程起着重要的干扰作用。
在这种情况下，湍流特征长就应该取为障碍物的特征长度。
从上面的分析可知，虽然式(8-2)对于大多数管道流动是适用的，但并不是普遍适用的，在某些情况下可以进行调整。
在FLUENT 中选择特征长L或湍流长度尺度l的方法如下：1）对于充分发展的内流，可以用Intensity and Hy draulic Diameter（湍流强度与水力直径）方法定义湍流，其中湍流特征长度就是Hy draulic Diameter（水力直径）HD。
2）对于导向叶片或分流板下游的流场，可以用Intensity and Hy draulic Diameter（湍流强度与水力直径）定义湍流，并在Hy draulic Diameter（水力直径）中将导向叶片或分流板的开口部分的长度L 定义为特征长度。
3）如果进口处的流动为受到壁面限制且带有湍流边界层的流动，可以在Intensity and LengthScale 面板中用边界层厚度delta_99 通过公式l=0.4*delta_99计算得到湍流长度尺度l。
最后在Turbulence Length Scale（湍流长度尺度）中输入l的值。
（3）湍流粘度比湍流粘度比mu_t/mu与湍流雷诺数Re_t成正比。
湍流雷诺数的定义为：Re_t=k*k/(Epsilon*nu)在高雷诺数边界层、剪切层和充分发展的管道流动中的数值较大，其量级大约在100 到1000 之间。
而在大多数外部流动的自由流边界上，湍流粘度比的值很小。
在典型情况下，其值在1到10 之间。
（4）推导湍流变量时采用的关系式为了从前面讲到的湍流强度I，湍流长度尺度L和湍流粘度比mu_t/mu 求出其他湍流变量，必须采用几个经验关系式。
在FLUENT 中使用的经验关系式主要包括下面几种：1）从湍流强度和长度尺度求出修正的湍流粘度在使用Spalart-Allmaras 模型时，可以用湍流强度I和长度尺度l求出修正的湍流粘度，具体公式如下：nu~=Sqrt(1.5)*u_avg*I*1在使用FLUENT 时，如果在Spalart-Allmaras 模型中选择Intensity and Hy draulicDiameter（湍流强度与水力直径）选项，则修正的湍流粘度就用这个公式求出。
其中的长度尺度l则用式(8-3)求出。
2）用湍流强度求出湍流动能湍流动能k与湍流强度I的关系如下：k=1.5*(u_avg*I)^2如果在使用FLUENT 时没有直接输入湍流动能k和湍流耗散率Epsilon的值，则可以使用Intensityand Hy draulic Diameter（湍流强度与水力直径）、Intensity and Length Scale（湍流强度与长度尺度）或Intensity and Viscosity Ratio（湍流强度与粘度比）等方法确定湍流动能，而确定的办法就是使用上面的公式(8-6)。
3）用长度尺度求出湍流耗散率长度尺度l与湍流耗散率之间的关系为：epsilon=C_mu^0.75*k^1.5/l式中C_mu为湍流模型中的一个经验常数，其值约等于0.09。
在没有直接输入湍流动能k和湍流耗散率epsilon的情况下，可以用Intensity and Hy draulic Diameter（湍流强度与水力直径）或Intensity and Length Scale（湍流强度与长度尺度）等办法，利用上述公式确定湍流耗散率epsilon。
4）用湍流粘度比求出湍流耗散率湍流耗散率epsilon与湍流粘度比mu_t/mu 和湍流动能k的关系如下：epsilon=rho* C_mu*k^2/mu*(mu_t/mu)^-1式中C_mu为湍流模型中的一个经验常数，其值约等于0.09。
在没有直接输入湍流动能k 和湍流耗散率epsilon的情况下，可以用Intensity and ViscosityRatio（湍流强度与粘度比）定义湍流变量，实际上就是利用上述公式算出湍流耗散率epsilon。
5）湍流衰减过程中湍流耗散率的计算如果计算风洞阻尼网下游试验段中的流场，可以用下式求出湍流耗散率Epsilon：epsilon=delta_k*U_farfield/L_farfield式中delta_k是湍流动能k 的衰减量，比如可以设为入口处k 值的10％，U_farfield是自由流速度，L_farfield是自由流区域的长度。
(8-9)式是对高雷诺数各向同性湍流衰减指数律的线性近似，其理论基础是衰减湍流中湍流动能k的方程：U*(partial derivative of U with respect to x)= -epsilon如果用这种方法计算epsilon，还需要用（8－8）式检验计算结果，以保证湍流粘度比mu_t/mu不过大。
虽然这种方法在FLUENT 中没有使用，但是可以用这种方法估算出自由流中的湍流耗散率epsilon，然后再用（8－6）式确定k，最后在Turbulence Specification Method（湍流定义方法）下拉列表中选择K and Epsilon（ k 和Epsilon ）并k和Epsilon的计算结果输入到相应的栏目中。
6）用长度尺度计算比耗散率如果知道湍流长度尺度l，可以用下式确定omega:omega=k^0.5/(C_mu^0.25*l)式中C_mu和长度尺度l的取法与前面段落中所述相同。
在使用Intensity and Hy draulicDiameter（湍流强度与水力直径）或Intensity and Length Scale（湍流强度与长度尺度）定义湍流时，FLUENT 用的就是这种方法。
7）用湍流粘度比计算比耗散率omega的值还可以用mu_t/mu 和k通过下式计算得出：omega=rho*k/mu*(mu_t/mu)^-1在使用Intensity and Viscosity Ratio（湍流强度与粘度比）方法定义湍流时，FLUENT就是使用上述关系式对湍流进行定义的。
8）用湍流动能定义雷诺应力分量在使用RSM（雷诺应力模型）时，如果用户没有在Rey nolds-Stess Specification Method（雷诺应力定义方法）的Rey nolds-Stress Components（雷诺应力分量）选项中直接定义雷诺应力的值，则雷诺应力的值将由给定的k值计算得出。
假定湍流是各向同性的，即：Average(u’_i* u’_j)=0且：Average(u’_aphla* u’_aphla)=2k/3如果用户在Rey nolds-Stress Specification Method（雷诺应力定义方法）下拉列表中选择K or Turbulence Intensity（k或湍流强度I）时，FLUENT就用这种方法定义湍流。
（5）在大涡模拟方法（LES）中定义进口湍流在使用速度进口条件时，可以将湍流强度作为对LES 进口速度场的扰动定义在边界条件中。
在实际计算中，根据湍流强度求出的随机扰动速度分量与速度场叠加后形成LES 算法边界上的、随机变化的速度场。
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