湍流边界条件的设置
FLUENT算例 (9)
计算流体力学作业FLUENT 模拟燃烧问题描述：长为2m、直径为0.45m的圆筒形燃烧器结构如图1所示，燃烧筒壁上嵌有三块厚为0.0005 m，高0.05 m的薄板，以利于甲烷与空气的混合。
燃烧火焰为湍流扩散火焰。
在燃烧器中心有一个直径为0.01 m、长为0.01 m、壁厚为0.002 m的小喷嘴，甲烷以60 m/s的速度从小喷嘴注入燃烧器。
空气从喷嘴周围以0.5 m/s的速度进入燃烧器。
总当量比大约是0.76(甲烷含量超过空气约28%)，甲烷气体在燃烧器中高速流动，并与低速流动的空气混合，基于甲烷喷嘴直径的雷诺数约为5.7×103。
假定燃料完全燃烧并转换为:CH4+2O2→CO2+2H2O反应过程是通过化学计量系数、形成焓和控制化学反应率的相应参数来定义的。
利用FLUENT的finite-rate化学反应模型对一个圆筒形燃烧器内的甲烷和空气的混合物的流动和燃烧过程进行研究。
1、建立物理模型，选择材料属性，定义带化学组分混合与反应的湍流流动边界条件2、使用非耦合求解器求解燃烧问题3、对燃烧组分的比热分别为常量和变量的情况进行计算，并比较其结果4、利用分布云图检查反应流的计算结果5、预测热力型和快速型的NO X含量6、使用场函数计算器进行NO含量计算一、利用GAMBIT建立计算模型第1步启动GAMBIT，建立基本结构分析：圆筒燃烧器是一个轴对称的结构，可简化为二维流动，故只要建立轴对称面上的二维结构就可以了，几何结构如图2所示。
(1)建立新文件夹在F盘根目录下建立一个名为combustion的文件夹。
(2)启动GAMBIT(3)创建对称轴①创建两端点。
A(0,0,0)，B(2,0,0)②将两端点连成线(4)创建小喷嘴及空气进口边界②连接AC、CD、DE、DF、FG。
(5)创建燃烧筒壁面、隔板和出口②将H、I、J、K、L、M、N向Y轴负方向复制，距离为板高度0.05。
③连接GH、HO、OP、PI、IJ、JQ、QR、RK、KL、LS、ST、TM、MN、NB。
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。
(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。
湍流模型
其中， 是你希望的在穿过流场之后k的衰减(比方说k入口值的10%), 自由流的速度 是流域内自由流的流向长度Equation 9是在高雷诺数各向同性湍流中观察到的幂率衰减的线性近似。它是基于衰减湍流中k的精确方程U ?k/?x = - e.
你可以在使用轮廓指定湍流量一节中描述的湍流指定方法，来输入同一数值取代轮廓。你也可以选择用更为方便的量来指定湍流量，如湍流强度，湍流粘性比，水力直径以及湍流特征尺度，下面将会对这些内容作一详细叙述。
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%。.
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：
? 混合分数和变化(对于PDF燃烧计算)
? 程序变量(对于预混和燃烧计算)
? 离散相边界条件(对于离散相的计算)
? 次要相的体积分数(对于多相计算)
工程流体力学中完全湍流模型的研究
工程流体力学中完全湍流模型的研究工程流体力学是应用流体静力学和流体动力学的原理和方法来研究流体在工程中的运动、变形和相互作用的学科。
其中，湍流是流体力学研究中重要的领域。
为了更准确地描述和模拟湍流现象，研究者们提出了各种湍流模型，其中之一就是完全湍流模型。
完全湍流模型（Full Turbulence Model）是一种基于雷诺平均方法的湍流模型。
雷诺平均方法是一种通过在时间和空间上对流场进行平均来描述湍流运动的方法。
完全湍流模型的核心思想是通过在流场中引入湍流能量方程来对湍流运动进行建模。
在完全湍流模型中，湍流能量方程是一个关键的方程。
该方程描述了湍流运动中湍流能量的转移和产生过程。
湍流能量由湍流动能和湍流耗散率两个因素决定，其中湍流动能描述了湍流的能量强度，湍流耗散率则表示湍流能量的损耗程度。
完全湍流模型通过求解湍流能量方程，可以模拟和预测湍流现象的发生和演化过程。
完全湍流模型的研究主要包括以下几个方面：1. 湍流能量方程的建立：完全湍流模型的基础是湍流能量方程的建立。
研究者们通过结合流体动力学方程以及湍流运动的特性，推导出了湍流能量方程的数学表达式。
这个方程能够描述湍流能量的传输、生成和耗散过程，为模拟湍流现象提供了理论基础。
2. 边界条件的确定：在应用完全湍流模型进行湍流模拟时，边界条件的确定是一个重要的问题。
边界条件的选择直接影响着计算结果的准确性和可靠性。
研究者们通过实验和数值模拟，探索了不同边界条件对湍流模拟结果的影响，以指导实际工程中的湍流模拟应用。
3. 模型参数的确定：完全湍流模型中有一些模型参数需要通过实验或者其他手段进行确定。
这些参数的值直接决定了湍流模型对实际湍流现象的描述能力。
研究者们通过对湍流现象的深入研究和数值模拟，优化和调整完全湍流模型中的参数，提高湍流模拟的准确性和可靠性。
4. 模型验证与应用：完全湍流模型在实际工程中的应用需要进行验证和检验。
研究者们通过与实验数据和其他湍流模型进行比较，验证完全湍流模型在湍流模拟中的可靠性和有效性。
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。
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=0.07L（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。
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。
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
Fluent湍流模型小结（5篇）
Fluent湍流模型小结（5篇）第一篇：Fluent 湍流模型小结Fluent 湍流模型小结湍流模型目前计算流体力学常用的湍流的数值模拟方法主要有以下三种：⌝直接模拟（direct numerical simulation, DNS）直接数值模拟（DNS）特点在湍流尺度下的网格尺寸内不引入任何封闭模型的前提下对Navier-Stokes方程直接求解。
这种方法能对湍流流动中最小尺度涡进行求解，要对高度复杂的湍流运动进行直接的数值计算，必须采用很小的时间与空间步长，才能分辨出湍流中详细的空间结构及变化剧烈的时间特性。
基于这个原因，DNS目前仅限于相对低的雷诺数中湍流流动模型。
另外，利用DNS模型对湍流运动进行直接的数值模拟对计算工具有很高的要求，计算机的内存及计算速度要非常的高，目前DNS模型还无法应用于工程数值计算，还不能解决工程实际问题。
⌝大涡模拟(large eddy simulation, LES)大涡模拟（LES）是基于网格尺度封闭模型及对大尺度涡进行直接求解N-S方程，其网格尺度比湍流尺度大，可以模拟湍流发展过程的一些细节，但其计算量仍很大，也仅用于比较简单的剪切流运动及管流。
大涡模拟的基础是：湍流的脉动与混合主要是由大尺度的涡造成的，大尺度涡是高度的非各向同性，而且随流动的情形而异。
大尺度的涡通过相互作用把能量传递给小尺度的涡，而小尺度的涡旋主要起到耗散能量的作用，几乎是各向同性的。
这些对涡旋的认识基础就导致了大涡模拟方法的产生。
Les大涡模拟采用非稳态的N-S方程直接模拟大尺度涡，但不计算小尺度涡，小涡对大涡的影响通过近似的模拟来考虑，这种影响称为亚格子Reynolds应力模型。
大多数亚格子Reynolds模型都是将湍流脉动所造成的影响用一个湍流粘性系数，既粘涡性来描述。
LES对计算机的容量和CPU的要求虽然仍然很高，但是远远低于DNS方法对计算机的要求，因而近年来的研究与应用日趋广泛。
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。
fluent的空气湍流模型
fluent的空气湍流模型摘要：一、Fluent 空气湍流模型的概述二、湍流模型的类型及选择三、设置湍流模型的步骤四、影响湍流模型的因素五、如何获取较好的湍流模型模拟结果正文：Fluent 是一款广泛应用于流体动力学模拟的软件，其中的空气湍流模型是解决实际工程问题的重要工具。
本文将详细介绍Fluent 中的空气湍流模型，包括模型的类型、设置方法以及影响模拟结果的因素。
一、Fluent 空气湍流模型的概述在Fluent 中，空气湍流模型主要分为以下几种：k-ε 模型、k-ω 模型、SST 模型、大涡模拟（LES）等。
这些模型都是基于实际湍流特性进行数学建模，用以预测和分析流体流动中的复杂现象。
二、湍流模型的类型及选择在选择湍流模型时，需要考虑流动特性、雷诺数、模拟精度等因素。
例如，k-ε 模型适用于广泛范围内的流动问题，但其精度相对较低；而k-ω 模型则适用于高速、大涡占主导的流动场合。
具体模型的选择可根据实际情况和需求进行。
三、设置湍流模型的步骤在Fluent 中设置湍流模型主要包括以下步骤：1.打开Fluent 软件，创建或导入计算模型。
2.在“Meshing”模块中，设置网格类型、尺寸和数量。
3.在“Boundary Conditions”模块中，设置进口、出口、壁面等边界条件。
4.在“Turbulence”模块中，选择合适的湍流模型，并设置模型参数。
5.设置其他物理参数，如压力、速度、密度等。
6.进行模拟计算。
四、影响湍流模型的因素湍流模型的选择和设置不仅取决于流动特性，还受到以下因素的影响：1.雷诺数：雷诺数是判断流动状态的重要参数，不同湍流模型适用于不同雷诺数的流动场合。
2.边界条件：边界条件的设置会影响湍流模型的表现，尤其是壁面边界层的影响。
3.网格质量：网格质量直接影响数值模拟的准确性和稳定性，选用合适的网格类型和尺寸至关重要。
五、如何获取较好的湍流模型模拟结果1.选择合适的湍流模型：根据实际流动特性和需求，选择适合的湍流模型。
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。
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。
流体机械结构创新设计技术CFD分析基础边界条件和湍流
边界和内面区域以面域来描述. 边界上的数据通过面域给定.
orifice
(interior)
orifice_plate and orifice_plate-shadow
outlet
inlet
wall
fluid
带孔板的管路流动中面和 单元域关联
处理为特殊的流域. 在 Fluid panel激活. 压力损失可通过输入的阻力系数确定， 或由集中参数模型计算.
用于模拟通过多孔介质的流动 或其它分布式结构的阻力., 过滤器 过滤纸 多孔板 流体分布器 管束
移动区域
单区域: 旋转参考系模型
流动采用移动的参考坐标系描述 应用上限制较多
事先不知道所计算问题的速度和压力. 在出口的流动接近于充分发展条件的情况下比较合适. 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.
定义出口静压. 出口处外部环境的表压.
径向压力平衡选项. 逆向来流:
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.
absolute pressure
pressure level
gauge pressure
operating pressure
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。
fluent 简单案例
fluent 简单案例
当然可以，以下是一个简单的 Fluent 案例，用于模拟一个简单的二维管道流。
1. 模型建立：
首先，在 Gambit 中创建一个二维管道模型。
例如，一个长为 1m，直径为的圆管。
2. 网格划分：
使用 Gambit 对模型进行网格划分，选择适当的网格类型和尺寸。
3. 边界条件设置：
入口：速度入口，速度为 m/s。
出口：压力出口，压力为一个大气压。
管壁：无滑移壁面。
4. 求解器设置：
选择压力基求解器，湍流模型选择标准 k-ε 模型。
设置迭代次数为 500，收敛残差为 1e-6。
5. 开始模拟：
完成以上步骤后，可以开始模拟。
Fluent 将计算流场，并显示流速、压力、湍流强度等变量的分布。
6. 后处理：
模拟完成后，可以使用 Fluent 的后处理功能来查看和分析结果。
例如，可
以绘制速度、压力、湍流强度的云图或矢量图。
以上是一个简单的 Fluent 案例，用于模拟二维管道流。
实际应用中，可能
需要根据具体问题调整模型、网格、边界条件和求解器设置。
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1、湍流强度
定义：速度波动的均方根与平均速度的比值
小于1%为低湍流强度，高于10%为高湍流强度。
计算公式：
I=0.16*(re)^(-1/8)
式中：I—湍流强度，re—雷诺数
2、湍流尺度及水力直径
湍流尺度（turbulence length)：a physical quantity related to the size of the large eddies that contain the energy in turbulent flows。
通常计算方式：
l=0.07L
L为特征尺度，可认为是水力直径，因数0.07是基于充分发展的湍流管流中的混合长度的最大值。
湍流参数的选取：
（1）充分发展的内部流动，选取湍流强度(intensity)和水力直径(hydraulic diameter)
（2）导流叶片流动、穿孔板等流动，选取强度(intensity)和长度尺度(length scale)。
（3）四周为壁面引起湍流边界层的流动，选取强度（intensity)和长度尺度(length scale)，使用边界层厚度，特征长度等于0.4倍边界层，输入此值到turbulence length scale中。
3、湍动能（Kinetic energy)
湍流模型中最常见的物理量（k）。
利用湍流强度估算湍动能：
k=3/2*(u*I)^2
其中：u—平均速度，I—湍流强度
4、湍流耗散率(turbulent disspipation rate)
湍流耗散率即传说中的ε。
通常利用k和湍流尺度l估算ε计算公式为：
cu通常取0.09，k为湍动能，l为湍流尺度
5、比耗散率ω
计算公式为：
ω=k^0.5/(l*c^0.25)
式中：k为湍动能，l为湍流尺度，c为经验常数，常取0.09。