[讨论]关于fluent计算时壁面函数法和网格的关系，还有一个小问题

shenzh

  各位用fluent的同仁和高手们，我想要比较好的使用fluent软件，最重要的就是要学好理论，在这里我想请教各位一个问题，在使用标准k-eplison和一些其他的封闭模型时，对于近壁区的流动要使用壁面函数法求解。那么在划分网格时，是不是一定要把把第一个内节点布置在湍流充分发展的区域内呢？我们如果自动生成网格时，如果说第一个节点在壁面的粘性底层内，是不是对计算有一定的影响呢？
还有一个问题就是在gambit中设置的wall壁面，怎么到fluent设置为内部表面interior，
好像在边界条件设置时没有这个边界呀。

chalmers

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。实际上就是把epsilon方程的boundary condition放到了流体内部。
至于壁面函数的应用范围，要看它是如何获得的，简单说，他们都是由于，靠近壁面，雷诺应力在粘性底层内基本消失，所以，navier-stokes变为可解，而求得。所以，凡是应用壁面函数求得的节点，都应设置在粘性底层(y+<5-8)或者至少为线性底层(y+<30?具体数值忘记了)，当然你放得越低，精度越高，但是网格越小。我在matlab内自己写的code,在y+<5-8内放10层，fluent应该可以更高。
放在fully developed region是完全错误的。

小旭

对了,我也问一下,一直不太懂Y+是什么东西,还有怎么在fluent中计算U+?Y+与U+的系数怎么得到?

shenzh

y+和u+是两个无量纲的参数，具体计算公式如下：


二楼的兄弟，谢谢！我的意思是壁面函数法和k-epsilon混合使用，是不是它只计算壁面到第一个节点线之间的区域？如果是这样的话，划分网格是不是要计算这个距离呢？Y+这个值是我们控制，还是fluent在求解时自动计算呢？y+的临界值好像是11.63，不过这个值不是绝对的。

飞翔鸟

为什么要使用壁面函数呢？
首先，在CFD中应用湍流模型并不一定需要使用壁面函数，在粘性支层中可以对N-S方程直接求解。在粘性支层中，速度梯度很大，vorticity不为零，所以要直接求解，就必须在粘性支层中布置较多节点，一般要10层以上，这就是一般的低Re数湍流模型。当然这样将占用较多的计算资源。
而在边界层中，是存在解析解的，如果在粘性支层内不求解三维N-S方程，而用一维数学模型代替，将大大降低计算资源的使用，这就是壁面函数。一般高Re数湍流模型都使用壁面函数。第一层网格节点布置在粘性支层之外。那么你如何判断你的边界层网格节点布置是否合适呢？这就要检查你的y+，y+就是第一层网格质心到壁面的无量纲距离，与速度、粘度、剪应力等等都有关系。对于y+的值，各个学者推荐的范围是不一样的，但一般在30-60之内肯定是没有问题的。也有推荐10-110甚至200的。y+的值合理，意味着你的第一层边界网格布置比较合理，如果y+不合理，就要调整你的边界层网格。

shenzh

谢谢各位！还有一个问题，就是fluent中边界条件设置时的interface就是interior吗？

xihamaomao

想知道啊 谢谢