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1、CFD 边界层问题1。算算雷诺数Re，看看是不是湍流，是completeturbulence还是transientturbulence(查Moodydiagram)。2。根据Re，计算Kolmogorowmicroscales。3。根据Kolmogorowmicroscales，计算turbulentdissipationrate(epsilon)。4。计算turbulentkineticenergyk，你可以假设一个turbulentintensity，比如1-5%。对于管道流体，安静的流体1%，2-3%中等，5%剧烈的湍流。这个需要有点经验数据。5。估计实际流体的边界层厚度量级，可以用平板
2、公式。如果你的流体是completeturbulence并且你不关心drag/liftforce，也不关心近管壁处的流体，那么可以不用边界层，同时在管壁上采用可滑动边界条件。不过一定要注意，这时你的解只在远离管壁的区域准确。如果是LES求解，则最好加上边界层。如果是动态问题，比如vortexshedding，如果没有边界层有时shedding不会发生。6。如果采用velocityinlet或pressureinlet，需要裂纹前留足够的长度，以便流体达到fullydevelopment。建议20Dh以上，如果困难，可以在velocityinlet指定velocityprofile，同时缩短上游
3、距离。最起码也要留够5Dh。7。裂纹后也需要留足够长度。具体多长不好说，需要试算。只要出口流体接近均一就可。8。出口可以采用pressureoutlet或者outlfow，具体用哪个需要看出口的物理意义。入口的turbulencelevel可以采用上面计算的值。9。如果出口入口都是fullydevelopedflow，也可以采用periodicboundaryconditions。然后设置massflowrate。这样上游就不用保留很长距离了。10。初始化的时候，流速采用平均流速，turbulencelevel采用上面计算的值。11。裂纹有没有空气进入?混合气体我没做过，没有经验，不瞎指挥。1
4、2。求解器，开始可以用k-e求稳态解。然后再转为瞬态解。13。瞬态解可以用k-e，也可以用LES或者DES。k-e是准动态(quasi-steadystate)，LES是真实的瞬态。如果只关心流体的统计指标，比如turbulentintensity，或者变化较慢的指标，k-e就可以。如果关心瞬时动态指标，比如局部区域快速变化的流速，压力，dragforce等，最好用LES或者DES。14。如果采用k-esteadystate，采用默认的残差就可以。算到收留为止。如果500步不收敛，说明可能有问题。如果5000步不收敛，说明肯定有问题。至少模型不够好。15。前面忘了网格。定义边界层的时候一定要保
5、证边界层网格总厚度超过实际边界层厚度，否则算出来的结果好看不好用，边界层边缘处的turbulentintensity将会大大超过合理值。边界层网格的第一层，厚度要合适，需要满足一定的y+值。如果用k-e算法+standardwallfucntion,y+=30;如果采用k-e算法+enchancedwallfucntion，y+=45;如果采用LES，y+=1。y+得值在求解前只能估计数量级，准确值需要求解后才能知道，所以试运算是必需的。网格划分可以采用hex，wedge，ansys有一种六边形网格，据说很好，不过我没用过，不知情。据说ansys的网格生成器比gambit强。如果网格不好划分，
6、应当把结构切成许多小块，分块划分。16。松弛因子先用初始值，如果收敛有问题再调整。如果你初始化合理，一般没有问题。17。比热在材料属性里。导电系数没用过，不知道。18。总的来说就是需要设置好多东西才能算，如果上面的工作你都做了，还是不能算，那也是可以理解的。-再补充两点:a。需要考虑流体是不可压缩还是可压缩。如果不关心声波传导，任何一处的流速远远低于声速，没有shockwave，不考虑热交换，则可以看作不可压缩。不可压缩流体可用基于压力的求解器。可压缩流体可以采用基于密度的求解器。b。瞬态求解器的时间步长设定根求解器和你所关心的现象有关。如果是k-e，则只要保证步长小于所关心的最高频率的周期的
7、1/2，当然最好是1/10，否则可能会有aliasing问题。如果是LES，还需要考虑收敛问题。步长太大不收敛。可用步长应该接近Kolmogorowmicroscales给出的时间量。再补充两点:a。需要考虑流体是不可压缩还是可压缩。如果不关心声波传导，任何一处的流速远远低于声速，没有shockwave，不考虑热交换，则可以看作不可压缩。不可压缩流体可用基于压力的求解器。可压缩流体可以采用基于密度的求解器。b。瞬态求解器的时间步长设定根求解器和你所关心的现象有关。如果是k-e，则只要保证步长小于所关心的最高频率的周期的1/2，当然最好是1/10，否则可能会有aliasing问题。如果是LES，
8、还需要考虑收敛问题。步长太大不收敛。可用步长应该接近Kolmogorowmicroscales给出的时间量。边界层科技名词定义中文名称:边界层英文名称:boundarylayer其他名称:附面层定义1:由于流体的黏滞性，在紧靠其边界壁面附近，流速较势流流速急剧减小，形成的流速梯度很大的薄层流体。所属学科:电力(一级学科);通论(二级学科)定义2:高雷诺数的流体绕固体流动时，在壁面附近形成的黏性流体薄层。所属学科:航空科技(一级学科);飞行原理(二级学科)定义3:黏性流体流经固体边壁时，在壁面附近形成的流速梯度明显的流动薄层。所属学科:水利科技(一级学科);水力学、河流动力学、海岸动力学(二级学科);水力学(水利)(三级学科)
