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文檔簡介
1、第二章,基本流動模擬Fluent用途 提供了很多數(shù)學模型用以模擬復雜幾何結(jié)構(gòu)下的輸運現(xiàn)象(如傳熱與化學反應)。 該軟件能解決比較廣泛的工程實際問題,包括處理設備內(nèi)部過程中的層流非牛頓流體流動,透平機械和汽車發(fā)動機過程中的湍流傳熱過程,鍋爐爐里的粉煤燃燒過程,還有可壓射流、外流氣體動力學和固體火箭中的可壓反應流動等Fluent用途(續(xù)) 為了能模擬工業(yè)設備和過程中的流動及相關的輸運現(xiàn)象,F(xiàn)LUENT提供了許多解決工程實際問題的選擇,其中包括多孔介質(zhì)流動,(風扇和熱交換器)的集總參量計算,流向周期流動與傳熱,有旋流動和動坐標系下流動問題。隨精確時間滑移網(wǎng)格的動坐標方法可以模擬計算渦輪流動問題。 F
2、LUENT還提供了離散相模型用以模擬噴霧過程或者稀疏顆粒流動問題。還有些兩相流模型可供大家選用。Fluent的基本方程(層流) 連續(xù)方程 動量方程miiSuxt)(iijijijijiFgcxpuuxut)()(ijllijjiijxuxuxu32 能量方程()()()()ieffjjjijeffhjiiiTEuEpkh JuStxxx22iuphEFLUENT可以計算流體和(或者)固體區(qū)域之間的傳熱問題。如果是周期性換熱流動,則流動邊界要給定周期邊界條件。如果計算計算模型包括兩個流動區(qū)域,中間被固體或者墻壁隔開的換熱問題,則要特別注意:1,兩個流體都不能用流出邊界條件(outflow);2,
3、兩個區(qū)域的流動介質(zhì)可以不同,但要分別定義流體性質(zhì)(如果計算組分,只能給一個混合組分)。流體1流體2流體1流體2Fluent求解的能量方程 能量方程()()()()ieffjjjijeffhjiiiTEuEpkh JuStxxx22iuphE理想氣體 jjjhmh不可壓縮氣體 phmhjjjjmjjdTchTTjpjref,是組分的質(zhì)量分數(shù),組分的焓定義為: PDF模型的能量方程模型的能量方程 hkiikiptiiiSxuxHckxHuxHt)()()(假定劉易斯數(shù)為1,方程右邊第一項為組分擴散和導熱項的合并項;第二項為粘性耗散,為非守恒形式??傡蔋定義為:jjjHmH組分j的總焓定義為 )(,
4、0,jrefjTjTjpjThdTcHref雖然能量的標準形式里包括了壓力做功和動能項,但在采用segregated solver求解不可壓問題時候都可以忽略掉。當然,如果想不忽略它們的作用,可以在define/models/energy中設置。對于可壓縮流動問題,在用coupled solvers求解時總是考慮壓力做功和動能項。粘性加熱項選擇 粘性耗散項是考慮流體中的粘性剪切作用產(chǎn)生的熱量。如果用segregated solver求解,默認設置并沒有考慮。如果Brinkman 數(shù)( , 是系統(tǒng)溫度差)大于1時,粘性加熱一定不能忽略。這時候一定要設置Viscous Heating選項。對于可壓
5、縮流動,一般Br1,如果還用segregated solver求解,一定要考慮粘性加熱。如果是coupled solver求解,粘性加熱會自動考慮。TkUBre2T組分擴散項 Fluent求解焓方程時,組分擴散項都已經(jīng)包括。 用segregated solver求解,如果想不考慮該項,可以在組分模型面板(Species Model Panel)中關閉能量擴散項。 如果采用了非絕熱的PDF燃燒模型,方程中并不明確出現(xiàn)該項,應為導熱和組分擴散項合并為一項了。 當用coupled solver求解時,能量方程總會考慮該項。化學反應源項化學反應源項 化學反應源項如下 jjTTjpjjreactionh
6、RdTcMhSrefjref,0,0jhjjRj其中,是組分的生成焓;是組分生成的體積率。對于非絕熱PDF燃燒模型生成熱定義在總焓中,所以化學反應熱不包含在源項中 固體區(qū)域的能量方程固體區(qū)域的能量方程 在固體區(qū)域,F(xiàn)LUENT采用的能量方程為如下形式 qxTkxhuxhtiiii )()(方程左邊第二項表示由于固體旋轉(zhuǎn)或者平移運動熱傳輸。方程右邊兩相分別為固體導熱和體積熱源。 固體內(nèi)部導熱各向異性的影響固體內(nèi)部導熱各向異性的影響 當用segregated solver求解時,F(xiàn)LUENT允許你指定材料的各向?qū)嵯禂?shù)。固體導熱各向異性方程形式如下: 其中,是導熱系數(shù)矩陣。)(iijixTkxij
7、k進口熱擴散進口熱擴散 進口的凈能量輸運包括對流和擴散兩部分。指定進口溫度就可以確定對流部分,但擴散項取決于計算出來的溫度場梯度。因此我們不能給定擴散分量或者凈能量輸運。但在一些問題中,我們更希望能給定凈能量輸運,而不是給定進口溫度。如果用segregated solver求解時,可以在dfine/models/energy中去掉進口能量擴散,從而達到給定凈進口能量輸運。但是我們用coupled solver時,不能去掉能量擴散部分。計算傳熱過程中用戶輸入計算傳熱過程中用戶輸入 如果用FLUENT計算有傳熱的問題時候,必須擊活相關模型和提供熱邊界條件,并且給出材料物性。這一系列過程如下:擊活能
8、量面板。Define-Models-Energy (對于segregated solver)如果模擬粘性流動過程,而且要考慮粘性加熱,擊活Viscous Heating;Define-Models-Viscous Heating 定義熱邊界條件(包括流體進口,出口和壁面)Define-Boundary Conditions。在流動進口和出口要給定溫度,但壁面可以有如下邊界條件選擇: 指定熱流量 指定溫度 對流換熱 外部輻射 對流換熱輻射換熱 定義材料熱物性。Define-Materials. 比熱和導熱系數(shù)都要給出,并且可以用溫度函數(shù)的形式給出。溫度限制溫度限制 為了計算的穩(wěn)定性,F(xiàn)LUENT
9、對計算出來的溫度給了范圍限制。給定溫度限制,一方面是為了計算穩(wěn)定的需要,同時,真實溫度也有其相應的范圍。由于給定材料物性不好,或者其它原因,計算出的中間超過了物理應該達到的溫度。FLUENT中,給定的最高溫度5000K,最小溫度1K,如果計算過程中的溫度超過這個范圍,那么就在這最高溫度或最低溫度值處鎖定。如果你覺得這個限制不合理,你可以自己調(diào)節(jié)。Solve-control-limits 傳熱問題求解過程傳熱問題求解過程 對于一些簡單的傳熱過程FLUENT的默認設置可以成功進行模擬,但如果要加快你的問題的收斂速度或者提高計算過程的穩(wěn)定性,下面的一些過程就比較重要了 松弛因子確定松弛因子確定:在求
10、解溫度和焓時候,F(xiàn)LUENT默認設置能量方程松弛因子為1。在一些問題里,能量場影響流動場(物性隨溫度變化,或者有浮力),這時候松弛因子要小些,比如在0.8到1之間。如果流動場和溫度場不是耦合的(沒有隨溫度變化的熱物性或者浮力影響),松弛因子就可以采用1。如果我們求解的是焓方程(非絕熱PDF燃燒模型),溫度需要設置松弛因子。焓的變化中不是所有的都用來計算溫度的變化。這對于一些問題,你需要流動場焓變化快,而溫度不能變化太快(影響流體熱物性太快)的解決很有好處。組分擴散項組分擴散項:如果用segregated solver求解組分輸運方程,如果考慮組分擴散,計算收斂會比較困難。為了提高收斂性,可以在
11、define-models-species處取消對組分擴散的考慮。這時候組分擴散對能量的影響就被忽略了。如果我們選擇coupled solver求解,那么組分擴散一定是存在的。耦合和非耦合流動場與溫度場計算耦合和非耦合流動場與溫度場計算:如果流動和傳熱不是耦合的(沒有溫度變化的熱物性或者浮力影響),那么我們可以先求解絕熱流動場,然后加進能量方程。這時候可以暫時先關閉動量或者能量方程中的一個,先求解另外的一個。Solve-controls-solution. 如果流動和溫度場是耦合的,你可以先求解流動方程,收斂后再擊活能量方程,一起求解。需要注意的是,Coupled solver 總是同時求解流
12、動與能量方程。第三節(jié),浮力驅(qū)動的流動和自然對流混合對流問題:自然對流問題:22RevghGr/3TLgRa 如果 ,自然對流處于層流狀態(tài),在 為層流到湍流的過渡區(qū)域。 810Ra1081010 Ra Boussinesq模型模型 對于許多的自然對流問題,采用Boussinesq模型比定義密度是溫度的函數(shù)有更好的收斂性。該模型在所有求解方程中,認為密度是常數(shù)。但是,在動量方程中的浮力項中,密度才隨溫度變化。 ,因而用 計算浮力項。這樣的近似對密度變化很小的流動問題有較好計算結(jié)果。 該模型對封閉區(qū)域里的自然對流問題適合,如果模擬溫度變化很小的流動場也同樣適用。但是,如果計算組分,燃燒或者有化學反應
13、的問題時,該方法不適合。 gTTg)()(000)1 (0T浮力驅(qū)動流計算用戶輸入 求解能量方程(define-models-Energy) 激活重力加速度項(define-operating conditions) 決定流體(理想氣體,不可壓縮理想氣體(operating pressure不能設零) 密度設定(給定密度與溫度之間關系,Boussinesq假設中,給定參考密度和熱膨脹系數(shù))浮力驅(qū)動流計算用戶輸入(續(xù)) 壓力進口與出口邊界條件下,應該輸入等小壓力 條件是進口和出口沒有外部壓力梯度 壓力離散方法確定,如果用四邊形網(wǎng)格、六面體網(wǎng)格,并采用非耦合求解器求解,建議采用Presto方法。s
14、spgxp0自然對流問題舉例 房間內(nèi)換熱器引起的自然對流問題 房間5米寬,3米高換熱器高度1米10020030040011.522.533.54POLYNOMIAL FIT DATA:Pwr,Coef0 |1.068325923373E+0011 | -1.242011989331E-0012 |7.162733710290E-0043 | -2.188174783828E-0064 |3.386736047985E-0095 | -2.088821851188E-012DensityTemperature密度隨溫度變化: 1,多項式擬合密度隨溫度變化 2,理想氣體 3,不可壓縮理想氣體。23
15、0123.aaTa Ta T空氣Y方向速度等值線流函數(shù)等值線自然對流問題舉例 房間內(nèi)內(nèi)熱源問題 房間1米寬,1米高直徑10CM熱源當求解高Rayleigh 數(shù)(108)流動問題時,根據(jù)下列步驟將能得到最好結(jié)果第一步是求穩(wěn)態(tài)近似結(jié)果 選用First-order scheme,在小Rayleigh數(shù)下求得穩(wěn)態(tài)解。(可以通過變化重力加速度的方法減少Ra數(shù)(比如從9.8降低到0.098,Ra數(shù)就降低了兩個數(shù)量級) 用小Ra數(shù)的收斂解為初始值,求解高Ra數(shù)下的解。 得到收斂解后,可以換higher-order scheme 繼續(xù)求解。第二步是求與時間相關的穩(wěn)定解 用前面的穩(wěn)態(tài)解為初始條件,在相同或略小R
16、a數(shù)下求解。 估計時間常數(shù) 。 其中,L和U是長度和速度尺度,采用的時間步長為:,如果時間步長比大,有可能不收斂。 求解過程中會有頻率為振蕩,衰減后就達到穩(wěn)態(tài)解。是上面的求出的時間常數(shù),f是振蕩頻率(Hz)。通常需要超過5000步才能得到穩(wěn)定解。TLgLRaLUL2/12)(Pr09. 005. 0f特別提示 需要進一步指出的是除非我們采用了Boussinesq近似,上面方法不能用于封閉區(qū)域的流動問題,只能用于有進口和出口的流動問題。 采用Boussinesq假設,必須輸入流體熱膨脹系數(shù)周期性流動與換熱 如果我們計算的流動或者熱場有周期性重復,或者幾何邊界條件周期性重復,就形成了周期性流動。F
17、LUENT可以模擬兩類周期性流動問題。 第一,無壓降的周期性平板問題(循環(huán)邊界) 第二,有壓降的周期性邊界導致的完全發(fā)展或周期性流向流動問題(周期性邊界)。 流向周期性流動模擬的條件 1, 流動是不可壓的 2, 幾何形狀必須是周期性平移 3, 如果用coupled solver求解,則只能給定壓力階躍;如果是Segregated solver,可以給定質(zhì)量流率或者壓力階躍。 4, 周期性流動中不能考慮進口和出口有質(zhì)量差,也不考慮過程中的額外源項或者稀疏相源項。 5, 只能計算進口出口沒有質(zhì)量流率變化的組分問題。但不能考慮化學反應。 不能計算稀疏相或者多相流動問題。 流向周期性流動模擬的條件(續(xù)
18、) 如果在這過程中計算有換熱問題,則還必須滿足以下條件 必須用segregated solver 求解 熱邊界條件必須是給定熱流率或者給定壁面溫度。對于一個具體的問題,熱邊界條件只能選擇一個,而不能是多熱邊界條件問題。對于給定溫度熱邊界條件,所有壁面的溫度必須相同(不能有變化)。對于給定熱流率邊界條件,不同壁可以用不同值或曲線來模擬。 對于有固體區(qū)域的問題,固體區(qū)域不能跨越周期性平板。 熱力學和輸運特性(熱容,熱導系數(shù),粘性系數(shù),密度等)不能是溫度的函數(shù)(所以不能模擬有化學反應流動問題)。但輸運特性(有效導熱系數(shù),有效粘性系數(shù))可以隨空間有周期性變化,因此可以對有周期性湍流輸運特性不同的流動問
19、題有模擬能力。 流向周期性邊界條件舉例 通常,可以先計算周期性流動到收斂,這時候不考慮溫度場。下一步,凍結(jié)速度場而計算溫度場。步驟如下:1, 建立周期性邊界條件網(wǎng)格2, 輸入熱力學和分子輸運特性參數(shù)3, 指定周期性壓力梯度或者確定通過周期性邊界的質(zhì)量流量4, 計算周期性流動場。求解連續(xù),動量(湍流量)方程。5, 指定熱邊界條件(等溫或者給定熱流密度)6, 給定進口體平均溫度求解能量方程(其它方程不求解,只求解能量方程),得到周期性溫度場。 計算流向周期性流動問題的步驟計算流向周期性流動問題的步驟固體壁面對稱面4ft1ft0.01kg/s1ft直徑Grid modify-zones/make-p
20、eroidic流函數(shù)XY00.5100.10.20.3XY00.5100.050.10.150.20.250.30.35周期性邊界非周期性邊界溫度XY00.5100.10.20.3XY00.5100.050.10.150.20.250.30.35周期性邊界非周期性邊界速度XY00.5100.10.20.3XY00.5100.050.10.150.20.250.30.35周期性非周期性邊界有旋與旋流流動問題 軸對稱有旋或旋轉(zhuǎn)流動; 完全三維有旋或旋轉(zhuǎn)流動; 一個坐標系旋轉(zhuǎn)的流動; 多坐標系旋轉(zhuǎn)流動; 流動需要滑移網(wǎng)格。軸對稱有旋或旋轉(zhuǎn)流動xwrxrvwrrruwrxrwt1)(1)(1)(rvw
21、rwrrrr3212. 三維有旋流動:如果幾何形狀發(fā)生變化或者周向有流動梯度,則需要用三維模擬。對于三維問題,和解二維問題類似,沒有特別的輸入或者求解步驟。但是,定義速度進口條件時候需要用柱坐標系,并且,需要在求解時漸漸增加旋轉(zhuǎn)速度。3. 有旋轉(zhuǎn)坐標系的流動: 如果有旋轉(zhuǎn)邊界(螺旋槳等)必須用旋轉(zhuǎn)坐標系來求解該類問題。如果有多個旋轉(zhuǎn)邊界,還需要多個旋轉(zhuǎn)坐標系來求解。有旋流動模擬 許多流動明顯具有旋流(龍卷風,旋轉(zhuǎn)射流等),必須考慮選用FLUENT提供的比較高級的模型,如RNG k-模型、可實現(xiàn)k-模型或者雷諾應力模型。具體選擇哪個模型,取決于流動的旋流強度(旋流數(shù))。旋流數(shù)定義為軸向與周向動量
22、比: AdvuRAdvrwS有旋流動模擬 對于弱旋和中等旋度流動問題(S0.5),必須選用雷諾應力模型。只有雷諾應力模型才能模擬該流動中的強的各向異性影響。有旋流動網(wǎng)格設置 坐標系限制:對于軸對稱問題,旋轉(zhuǎn)軸必須是x 軸,網(wǎng)格必須在y=0線以上。 除了上面的注意事項,對于有旋和旋轉(zhuǎn)問題,網(wǎng)格劃分還必須保證問題求解有足夠分別率。特別是旋轉(zhuǎn)流動中,邊界層很薄,F(xiàn)LUENT需要在靠近旋轉(zhuǎn)邊界的地方網(wǎng)格比較細。除此之外,對于有旋流動問題,周向速度梯度比較陡(近中心線區(qū)域為典型的自由渦流動),因此要保證有很好的求解效果,網(wǎng)格要求比較密。軸對稱有旋流動模擬設置求解周向動量。Define-models-so
23、lver-Axisymmetric swirl 給出進口或者壁面的旋轉(zhuǎn)或者有旋速度分量,;define-boundary conditions (對于旋轉(zhuǎn)軸,選用axis boundary邊界條件)。求解有旋或者旋轉(zhuǎn)問題時的困難在于動量方程之間的耦合。如果是旋轉(zhuǎn)很強的流動,會導致比較大的徑向壓力梯度,并驅(qū)動流體在軸向和徑向的流動;動量之間的強耦合作用會導致求解過程中的不穩(wěn)定性。如果要得到一個好的收斂解,需要有一定技巧。求解步驟為:1, (segregated solver only)如果用的是四邊形和六面體網(wǎng)格,選用PRESTO模型(solution controls panel )2, 為了
24、求解大壓力梯度和軸向速度梯度,網(wǎng)格必須足夠精細。3, (segregated solver only)改變松弛因子。徑向和軸向速度為0.3-0.5,周向速度為0.8-1。4, (segregated solver only)一步一步求解如果包含inflow/outflow 的問題,那么先求解無旋流動。即用Axisymmetric ,而不選用Axisymmetric swirl option。并且不設置任何有旋邊界條件。計算的結(jié)果作為有旋流動的初始值。擊活Axisymmetric Swirl option,設置有旋和旋轉(zhuǎn)邊界條件只求解周向速度動量方程。讓旋轉(zhuǎn)的邊界條件擴散到整個流場。如果是求解的
25、湍流場,這適合湍流方程也應該同時求解。關閉(凍結(jié))求解周向動量方程,再求解連續(xù)和其它動量方程。如果是求解的湍流場,湍流量方程也同時求解。松弛因子給定合適的值,同時求解所有方程。 除了上面描述的以為,如果求解的是有換熱問題,可以先求解絕熱流動場。如果求解的是湍流問題,也可以先計算層流,然后假如湍流模型繼續(xù)計算。該方法對segregated or coulpled 求解都適合。5,如果可能的話,先用小的旋轉(zhuǎn)速度或者進口旋流速度進行計算。然后再增加到要計算的值。再進口旋轉(zhuǎn)速度或者旋轉(zhuǎn)邊界條件上給小的旋轉(zhuǎn)速度,例如給需要計算值的10。在上面給定的條件下求解(可以用上面一步一步的求解方法)存儲上面的初步
26、結(jié)果。更改初始和邊界條件,增加旋轉(zhuǎn)速度(也許是第一次的2倍)。用上面的計算結(jié)果做初始值,開始新一輪計算。進一步增加旋流速度,重復上面過程45,直到需要計算的旋流速度值。有旋流動舉例(軸對稱)固體壁面對稱軸入口2入口1出口4米D1米D=0.5D1=0.05 D2=0.150123400.20.4x (m)y (m)0123400.20.4x (m)y (m)W=25W=210123400.20.4x (m)y (m)有旋流動流函數(shù)等值線圖 (w=20)0123400.20.4x (m)y (m)W=150123400.20.4x (m)y (m)w=10w=00123400.20.4x (m)y
27、 (m)8CMD=80CMd=8CMU=1m/s70rpm1,左右壁面旋轉(zhuǎn)2,右壁面旋轉(zhuǎn)3,左右都不旋轉(zhuǎn)4,沒有流量進口,右旋?xvelocity00.020.040.060.08-0.100.10.20.3xvelocity00.020.040.060.08-0.100.10.20.30.40.5xvelocity00.020.040.060.0800.0250.05都旋轉(zhuǎn)右側(cè)旋轉(zhuǎn)都不旋轉(zhuǎn)Y35CM處速度分布XY00.0250.050.07500.050.10.150.20.250.30.350.4XY00.0250.050.07500.050.10.150.20.250.30.350.4X
28、Y00.0250.050.07500.050.10.150.20.250.30.350.4XY00.0250.050.07500.050.10.150.20.250.30.350.4XY00.0250.050.07500.050.10.150.20.250.30.350.4XY00.0250.050.07500.050.10.150.20.250.30.350.4流函數(shù)速度大小都旋轉(zhuǎn)右側(cè)旋轉(zhuǎn) 都不旋轉(zhuǎn)XY00.020.040.060.0800.050.10.150.20.250.30.350.4XY00.020.040.060.0800.050.10.150.20.250.30.350.4xv
29、elocity00.020.040.060.08-0.100.10.20.30.4右側(cè)旋轉(zhuǎn),進口速度設為壓力進口流函數(shù)速度Y37CM處速度分布第五節(jié),可壓流動第五節(jié),可壓流動 總壓與靜壓關系 總溫與靜溫關系120211Mpps20211MTTs可壓縮流動方程 FLUENT提供的標準連續(xù)和動量方程就可以描述可壓速流動問題,除了下面會介紹的可壓速流動處理以外,不需要其它特別的物理模型。需要指出的是,求解可壓速問題,一定要求解能量方程。 如果用segregated solver 求解,一定要考慮粘性耗散項(粘性加熱)。 理想氣體方程sopRTpp/ )(設定運行壓力Define-operating
30、conditions 求解能量方程(Segregated solver only )如果模擬的是湍流流動問題,考慮粘性耗散。Define- models- viscous. (耦合求解,不需要,因為耦合求解自動考慮粘性耗散)材料面板設置。Define-materials 選擇理想氣體定義物性(比如,分子量,導熱系數(shù)等)設定邊界條件。Flow inlets (a )壓力進口:進口總溫,總壓;對于超音速流動,靜壓 (b)質(zhì)量進口:進口質(zhì)量流率和總溫(2) Flow exits 壓力出口:出口靜壓(如果出口是超音速,可以忽略)1.需要特別指出的是,輸入的邊界條件中,無論是靜壓還是總壓,都必須是表壓(
31、與前面給定的的差)。進口溫度給定必須是總溫(滯止溫度),不是靜溫??蓧嚎s流動注意事項 求解可壓速問題的困難在于流體速度,密度,壓力和能量的高度耦合。這樣的耦合會導致求解過程中的不穩(wěn)定性。因此要得到收斂解必須采取一定的手段。另外,超音速流動的激波也會導致求解的不穩(wěn)定性。下面介紹較好求解步驟: 1,(Segregated solver only )速度的松弛因子調(diào)低(0.2-0.3) 2,(Segregated solver only )壓力松弛因子用0.1,采用SIMPLE算法。(可壓速流動不能采用SIMPLEC或者PISO) 對壓力溫度設置合適的限制條件。Solution limits。特別注
32、意的是給定的壓力和溫度初始值要合理,如果給定的限制條件得到的收斂結(jié)果不好,可以更改繼續(xù)計算,直至取得滿意結(jié)果。 有時候可以考慮用無粘收斂結(jié)果做初始場有好的收斂效果。XY05E-050.00010.000150.0002-6E-05-4E-05-2E-0502E-054E-056E-05XY05E-050.00010.000150.0002-6E-05-5E-05-4E-05-3E-05-2E-05-1E-0501E-052E-053E-054E-055E-056E-057E-05壓比7壓比70XY05E-050.00010.000150.0002-6E-05-5E-05-4E-05-3E-05
33、-2E-05-1E-0501E-052E-053E-054E-055E-056E-057E-05無粘流動 無粘流動是忽略了流體粘性作用,特別在大雷諾數(shù)流動中,慣性力起主導作用。在高速氣體動力學里有比較多的應用。在這類流動中,壓力作用在固體上的力比粘性力大很多,我們可以做無粘分析,快速得到作用在物體上的主要力的大小。然后,我們也可以假如粘性(包括湍流粘性)來評估對物體阻力或升力的影響。 另外一方面,也許我們求解的問題力粘性力不能忽略,但我們也可以先做無粘分析,用無粘結(jié)果作為有粘計算的初始值,這一方法,特別對一些復雜的流動,往往有好的收斂效果。無粘流方程描述 連續(xù)方程 動量守恒方程 能量守恒方程m
34、iiSuxt)(iiijijiFgxpuuxut)()(hjjjiiiSJhxpEuxEt)()(求解無粘流動設置設置無粘模型。Define-models-viscous 設置邊界條件和流體物性define-boundary condition /Materials 求解,檢查結(jié)果由于無粘問題往往是伴隨高速流動,需要給出小的動量方程松弛因子。XY0246810012345678910XY0246810012345678910流函數(shù)圖 M=0.8XY0246810012345678910XY024680246810M=1.8XY0246810012345678910M=0.8XY0246810012345678910XY0246810012345678910M=0.8非定常問題求解渦旋脫落等其它周期性現(xiàn)象;壓縮填充與抽空問題;瞬時熱導問題;瞬時化學混合與反應等。 求解時間相關項對一些定常問題求解時的收斂穩(wěn)定性有時候有幫助,比如,求解Ra數(shù)比(層流向湍流過渡區(qū)域)較大的自然對流問題。對于一些問題
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