FLUENT边界条件2—湍流设置.doc

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（TurbulenceSpecificationMethod）2009-09-1620:50       使用Fluent时，对于velocityinlet边界，涉及到湍流指定方法（TurbulenceSpecificationMethod），其中一项是IntensityandHydraulicDiameter（强度和水利直径），本文对其进行论述      其下参数共两项，      （1）是TurbulenceIntensity，确定方法如下：      I=0.16/Re_DH^0.125                    (1)      其中Re_DH是HydraulicDiameter（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1×10-6m2/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=20000       I=0.16/Re_DH^0.125=0.16/20000^0.125=0.0463971424017634≈5%水力半径：，水力直径：对圆管而言，管道直径和水力直径是一回事。

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（turbulencelength)：aphysicalquantityrelatedtothesizeofthelargeeddiesthatcontaintheenergyinturbulentflows通常计算方式：l=0.07LL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(hydraulicdiameter)（2）导流叶片流动、穿孔板等流动，选取强度(intensity)和长度尺度(lengthscale)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(lengthscale)，使用边界层厚度，特征长度等于0.4倍边界层，输入此值到turbulencelengthscale中3、湍动能（Kineticenergy)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(turbulentdisspipationrate)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.................................................3。