2022年FLUENT知识点解读.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -一、基本设置1Double Precision 的挑选启动设置如图,这里着重说说Double Precision（双精度）复选框,对于大多数情形,单精度求解器已能很好的满意精度要求,且计 算量小,这里我们挑选单精度；然而对于以下一些特定的问题,使用 双精度求解器可能更有利 1 ；a. 几何特点包含某些极端的尺度（如特别长且窄的管道）,单精 度求解器可能不能足够精确地表达各尺度方向的节点信息；b. 假如几何模型包含多个通过小直径管道相互连接的体,而某一 个区域的压力特殊大 （由于用户只能设定一个总体的参考压力位

2、置）,此时,双精度求解器可能更能表达压差带来的流淌 无粘与可压缩流淌模拟） ；（如渐缩渐扩管的c. 对于某些高导热系数比或高宽纵比的网格,使用单精度求解器可能会遇到收敛性不佳或精确度不足不足的问题,此时,使用双精度求解器可能会有所帮忙；1 李鹏飞 ,徐敏义 ,王飞飞 .熟知 CFD 工程仿真与案例实战： FLUENT GAMBIT ICEM CFD TecplotM. 人民邮电出版社 ,2022:114-116 北京 ,1 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习

3、资料 - - - - - - - - - - - - - - -2网格光顺化 用光滑和交换的方式改善网格： 通过 Mesh下的 Smooth/Swap来实 现,可用来提高网格质量,一般用于三角形或四边形网格,不过质量 提高的成效一般般, 影响较小, 网格质量的提高主要仍是在网格生成 软件里面实现, 所以这里不再用光滑和交换的方式改善网格,其原理 可参考 FLUENT全攻略（已下载）；3Pressure-based 与 Density-based 求解器设置如图；下面说一说 的区分：Pressure-based 和 Density-basedPressure-Based Solver 是 Flu

4、ent 的优势,它是基于压力法的求解器,使用的是压力修正算法,求解的掌握方程是标量形式的,善于求解不行压缩流淌,对于可压流淌也可以求解；Fluent 6.3 以前的版本求解器,只有 Segregated Solver 和 Coupled Solver ,其实也是 Pressure-Based Solver 的两种处理方法；2 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -Density-Based Solv

5、er是 Fluent 6.3新进展出来的,它是基于密度法的求解器,求解的掌握方程是矢量形式的,主要离散格式有Roe,AUSM+,该方法的初衷是让Fluent 具有比较好的求解可压缩流动才能,但目前格式没有添加任何限制器,因此仍不太完善；它只有Coupled 的算法；对于低速问题,他们是使用 Preconditioning 方法来处理,使之也能够运算低速问题；Density-Based Solver 下确定是没有 SIMPLEC,PISO这些选项的,由于这些都是压力修正算法,不会在这种类型的求解器中显现的；一般仍是使用 Solver 解决问题；Pressure-Based 基于压力的求解器适用于

6、求解不行压缩和中等程度的可压缩流体 的流淌问题；而基于密度的求解器最初用于高速可压缩流淌问题的求 解；虽然目前两种求解器都适用于各类流淌问题的求解（从不行压缩 流淌到高度可压缩流淌） ,但对于高速可压缩流淌而言,使用基于密 度的求解器通常能获得比基于压力的求解器更为精确的结果；3 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -4axisymmetric和 axisymmetric swirl 从字面的意思很

7、好懂得axisymmetric和 axisymmetric swirl的差别：axisymmetric ：是轴对称的意思,也就是关于一个坐标轴对称,2D的 axisymmetric问题仍为 2D问题；而 axisymmetric swirl：是轴对称旋转的意思,就是一个区域关于一条坐标轴回转所产生的区域,这产生的将是一个回转体, 是 3D的问题；在 Fluent 中使用这个,是将一个 3D的问题简化为 2D问题,削减运算量,需要留意的是,在Fluent 中,回转轴必需是 x 轴；5操作工况参数（ Operating Conditions） 操作压力的介绍4 细心整理归纳 精选学习资料 - -

8、- - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -关于参考压力的设定,第一需明白有关压力的一些定义；ANSYS FLUENT中有以下几个压力,即Static Pressure（静压）、Dynamic Pressure （动压）与 Total Pressure（总压）；Absolute Pressure（确定压力）、Relative Pressure（参考压力）与 Operating Pressure（操作压力）；这些压力间的关系为, Total

9、Pressure （总压） =Static Pressure（静压） +Dynamic Pressure （动压）；Absolute Pressure（确定压力）=Operating Pressure（操作压力） +Gauge Pressure （表压）；其中,静压、动压和总压是流体力学中关于压力的概念；静压是 测量到的压力,动压是有关速度动能的压力, 是流淌速度能量的表达；而确定压力、操作压力和表压是FLUENT引入的压力参考量,在ANSYS FLUENT 中,全部设定的压力都默认为表压；这是考虑到运算 精度的问题； 操作压力的设定 设定操作压力时需要留意的事项如下：对于不行压缩抱负气体的流

10、淌, 操作压力的设定直接影响流体 密度的运算, 由于对于抱负气体而言, 流淌的密度由抱负气体方程获得,抱负气体方程中的压力为操作压力；对于低马赫数的可压缩流淌而言,相比确定静压, 总压降是很小的,因此其运算精度很简洁受到数值截断误差的影响；需要实行措施来防止此误差的形成,ANSYS FLUENT 通过采纳表压细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -（由确定压力减去操作压力）的形式来防止截断误差的形成,

11、操作压力一般等于流场中的平均总压；对于高马赫数可压缩流淌的求解而言,由于此时的压力比低马赫可压缩流淌的大得多, 所以求解过程中的截断误差的影响不大,可以不设定表压；由于ANSYS FLUENT 中全部需输入的压力都为表压,因此此时可以将操作压力设定为 0（这样可以最 小化由于压力脉动而引起的误差） ,使表压与确定压力相等；假如密度设定为常数或者其值由通过温度变化的函数获得,操 作压力并没有在运算密度的过程中被使用；默认的操作压力为 101325Pa；操作压力的设定主要基于两点考虑,一是流淌马赫数的大小,二 是密度运算方法；表格 1 马赫数操作压力的举荐设置操作压力密度关系式抱负气体定律大于 0

12、.1 0 或约等于流场的平均压力抱负气体定律小于 0.1 约等于流场的平均压力关于温度的函数不使用不行压缩常数不行压缩不使用不行压缩的抱负不行压缩约等于流场的平均压力气体6 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 关于参考压力位置的设定对于不涉及任何压力边界条件的不行压缩流淌,ANSYS FLUENT每次迭代后要调整表压值； 这个过程通过使用参考压力位置处（或该位置邻近）节点的压力完成；因此,参考压

13、力位置处的表压应始终为0；假如使用了压力边界条件,就不会使用到上述关系,因此参考压力位置不被使用；参考压力位置默认为等于或接近（0,0,0）的节点中心位置；实际运算中可能需要设置参考压力位置到确定静压已知的位置处；在Operating Conditions对话框中的 Reference Pressure Location选项组中设置新的参考压力位置的 x,y,z 的坐标即可；假如要考虑某一方向的加速度,如重力,可以勾选 Gravity 复选框；对于 VOF运算,应当挑选 Specified Operating Density,并且在 Operating Density 下为最轻相设置密度；这样

14、做排除了水力静压的积存,提高了round-off精度为动量平稳；同样需要打开Implicit Body Force 高解的收敛性；,部分平稳压力梯度和动量方程中体积力,提Reference Pressure Location （参考压强位置）应是位于流体永 远是 100%的某一相（空气）的区域,光滑和快速收敛是其基本条件；7 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -二、求解模型的设定 1流淌模型的设置

15、 无粘模型 抱负流体是一种设想的没有粘性的流体,在流淌时各层之间没有 相互作用的切应力,即没有内摩擦力；特别明显,抱负流体对于切向 变形没有任何抗拒才能； 应当强调指出, 真正的抱负流体在客观实际 中是不存在的,它只是实际流体在某些条件下的一种近似模型；在 Inviscid 流淌模型应用方面, 无粘流淌忽视了粘性对流淌的影响,这对高雷诺数的流淌是合适的,由于高雷诺数流淌惯性力的作用远大于粘性力的作用, 粘性力可以忽视, 所以可以将其考虑成无粘流 8 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 39 页 - - - - - - - -

16、- 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -动；无粘流淌的求解更快, 其激波在某些值上猜测的偏高；无粘流淌 能对流淌状态和激波位置进行快速猜测；马赫数与激波 马赫数的定义是Mv a它表示流体的流淌速度与当地声速之比,是一个无量纲的参量；对应于M1,M1和M1这三种情形的流淌分别称为亚声速流、声速流和超声速流； 当马赫数很小时, 速度的相对变化只能引起很小的 密度相对变化,但当马赫数很大时,就将引起较大的密度相对变化,这也说明白马赫数是流体压缩性的一个表征；当飞机、炮弹和火箭以超音速飞行时,或者发生强爆炸、强爆震 时,气流受到急剧的压缩, 压强和密度

17、突然显著增加,这时所产生的压强扰度将比声速大得多的速度传播,波阵面所到之处气流的各种参数都将发生显著变化,参数突跃；这样一个强间断面叫做激波阵面；渐缩渐扩管的流淌是运算流体力学模拟的经典问题之一；在这类流淌中,激波的显现是流淌中可压缩效应的表达；精确的激波模拟是 CFD争论的热点之一；为了更好捕获压力梯度,需要采纳较细的网格并结合合适的数值模拟和格式；会很有帮忙； 层流模型很多实际模拟中, 局部网格的自适应细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - -

18、- - - - - - - - - - - -流淌有层流和湍流之分,判定湍流的标准可以参考 2 ,这里写出内流的判定标准：ReUD2300对于内流而言, 一般大多数流淌都是湍流, 一般不使用湍流模型；而对一些外流而言（如外掠平板或是外掠障碍物）流运动； 湍流模型的评判与挑选 a. k 湍流模型,就很有可能是层这里我们使用的湍流模型是Standard k模型,这种模型应用较多,运算量适中,有较多数据积存和比较高的精度,对于曲率较大和压力梯度较强等复杂流淌模拟成效欠佳；一般工程运算都使用该模型,其收敛性和运算精度能满意一般的工程运算要求,但模拟旋流和 绕流时有缺陷；壁面函数的挑选 对于有壁面的流淌

19、,当主流为充分进展湍流时,依据离壁面法线 距离不同,可将流淌划分为壁面区 （或称内区、近壁区）和核心区（或 称外区）；核心区是完全湍流区,为充分进展的湍流；在壁面区,由于有壁面的影响,流淌与核心区不同；壁面区可分 为 3 个子层：粘性底层、过渡层和对数率层；2 李鹏飞 ,徐敏义 ,王飞飞 .熟知 CFD 工程仿真与案例实战： FLUENT GAMBIT ICEM CFD TecplotM. 人民邮电出版社 ,2022:122 北京 ,10 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师

20、归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -粘性底层是一个紧贴壁面的极薄层,在动量、热量和质量的交换 过程中粘性力起主要作用, 而湍流切应力可以忽视, 因此流淌几乎可 以看成层流流淌,且在平行于壁面方向上的速度呈线性分布；过渡层处于粘性底层之外,在此层中,粘性力和湍流切应力的作 用相当,流淌状况较为复杂,很难用公式或定律表述；实际工程运算 中由于过渡层厚度微小, 可不考虑此层,直接以对数率层的方法处理；对数率层处于近壁区的最外层,粘性力的影响不明显,湍流切应 力占主要位置,流淌处于充分进展的湍流状态, 流速分布接近对数律；壁面区内不同子层的高度和速度可以沿

21、壁面法向的无量纲高度和 无量纲速度表达；u u U yU y其中, u 是流体的时均速度,U 是壁面摩擦速度,U w,w是壁面切应力,y 是壁面的垂直距离；在 y 5 时,区域为粘性底层, 此时速度沿壁面法线方向呈线性分 布,即 u y ；在 60 y 300 时,流淌处于对数率层,此时速度沿壁面法线方向 呈对数率分布,即 u 2.5ln y 5.5；壁面函数法的本质是, 对于湍流核心区的流淌使用 k 模型求解,而在壁面区并不进行求解, 直接使用半体会公式得出该区域的速度等 物理量；11 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页,共

22、39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -FLUENT供应了多种壁面函数处理方式,如标准壁面函数法、非平衡壁面函数法和增强壁面处理；标准壁面函数法利用对数校正法供应了必需的壁面边界条件（对于平稳湍流边界层）；而非平稳壁面函数法用来改善高压力梯度、分离、再附和滞止等情形下的结果；标准壁面函数法和非平稳壁面函数法都答应在近防止区域上使用较粗的网格；对于大多数高雷诺数情形 使用标准的或者非平稳的壁面函数（Re 10 ）；增强壁面处理选项把混合边界模型和两层边界模型结合起来,对低雷诺数流淌或者复杂近壁面现象很适合

23、,修正；湍流模型在内层上得到了表格 2 优点几种壁面处理方法的比较缺点适合高雷诺数流淌, 对低雷诺数流标准壁面应用较多,运算量动问题,有压力梯度、高度蒸腾和函数法小,有较高的精度大的体积力、 低雷诺数和高速三维流淌问题不适合非平稳壁考虑了压力梯度, 可对低雷诺数流淌问题, 有较强压力以运算分别, 在附着梯度、强体积力及强三维性问题不面函数法以及撞击问题适合增强壁面不依靠壁面法就, 对要求网格密, 因而要求运算机处理处理于复杂流淌, 特殊是时间长,内存大12 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页,共 39 页 - - - - - -

24、 - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -低雷诺数流淌很适 合2多相流模型 VOF模型 该模型通过求解单独的动量方程和处理穿过区域的每一流体的容 积比来模拟两种或三种不能混合的流体；典型的应用包括流体喷射、流体中大泡运动、 流体在大坝坝口的流淌、 气液界面的稳态和瞬态处13 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 13 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -理等；一般而言 VOF主要适

25、用于非稳态的多相流模型,仅对某些特定问题的多相流模型的稳态问题能够适用；VOF方法适用于运算空气和水这样不能相互掺混的流体流淌,对于分层流和活塞流,最便利的就是挑选VOF模型；需要留意的是,对于湍流模型的设置, VOF不能用于无粘流,也不能用大涡模拟 3 ；Geo-Reconstruct 格式Geo-Reconstruct 格式（在 Solution Methods 中设置）是一种较为精确的追踪自由表面的运算格式,广泛地应用于瞬变流的 VOF问题中,但必需留意的要使用该格式 VOF模型设置选项设置）；Body Force Formulation VOF模型必需使用显示离散格式 （在为提高解的收

26、敛性,对于涉及到表面张力的运算,建议在 Body Force Formulation 中勾选 Implicit Body Force；这样做由于压力梯度和动量方程中表面张力的部分平稳,从而提高解的收敛性；3 李进良 , 李承曦 , 胡仁喜 . 熟知 FLUENT.6.3 流场分析 M. 北京 , 化学工业出版社 , 2022:231-236 14 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 14 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - Mixtu

27、re 模型这是一种简化的多相流模型, 用于模拟各种有不同速度的多相流,但是假定了在短空间尺度上局部的平稳；相之间的耦合应当是很强的；它也用于模拟有剧烈耦合的各向同性多相流和各向以相同速度运动的多相流；典型的应用包括沉降（sedimentation ）、气旋分别器、低载荷作业下的多粒子流淌、气相容积率很低的泡状流；Mixture Parameters 一般需要勾选 Mixture Parameters中的 Slip Velocity复选框,以此来求解滑移速度模型, 由于在多相流中各种组分的速度有很大不 15 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -

28、第 15 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -同；对于求解一个匀称的多相流问题可以挑选不做滑移速度的运算,可以在 mixture parameters选项下将 slip velocity关掉；Eulerian模型该模型可以模拟多相分别流及相互作用的相,相可以是液体、气体、固体；与在离散相模型中 Eulerian-Lagrangian 方案只用于离散相不同,在多相流模型中 Eulerian 方案用于模型中的每一项；3固化与熔化模型FLUENT 采纳“ 焓多孔度（ enthalpy-porosi

29、ty）” 技术模拟流体的固化和熔化（ Solidification/Melting）过程；在流体的固化和熔化问题中,流场可以分成流体区域、 固体区域和两者之间的糊状区域；“ 焓多孔度”技术采纳的运算策略是将流体在网格单元内占有的体16 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 16 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -积百分比定义为多孔度（porosity ）,并将流体和固体并存的糊状区域看作多孔介质区进行处理；在流体的固化过程中,多孔度从

30、1 降低到 0；反之,在熔化过程中,多孔度就从0 升至 1；“ 焓多孔度”技术通过在动量方程中添加汇项（即负的源项） 模拟因固体材料存在而显现的压强降；“ 焓多孔度” 技术可以模拟的问题包括纯金属或二元合金中的固化、熔化问题、 连续铸造加工过程等；运算中可以运算固体材料与壁面之间因空气的存在而产生的热阻,固化、熔化过程中组元的输运等等；需要留意的是,在求解固化、熔化问题的过程中,只能采纳分 离算法,只能与 VOF模型协作使用,不能运算可压缩流,不能单独设 定固体材料和流体材料的性质,同时在模拟带反应的组元输运过程时,无法将反应区限制在流体区域,而是在全流场进行反应运算； Parameters

31、定义 在 Parameters 下面定义 Mushy Zone Constant （糊状区域常数）；这个常数的取值范畴一般在10 4 到 10 7 之间,取值越大沉降曲线就越陡峭,固化过程的运算速度就越快, 但是取值过大简洁引起运算振荡,因此需要在运算中通过试算获得正确数值；Materials设置在 Materials （材料）面板上,定义 Melting Heat（熔化热）、Solidus Temperature（固相点温度） 和 Liquidus Temperature（液相点温度）；假如运算中涉及组元输运过程,就必需同时定义溶剂的融解温度（Melting Temperature ）,同时

32、需要定义熔化物的液相线相对于浓度17 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 17 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -的斜率（ Slope of Liquidus Line）、安排系数（ Partition Coefficient）和固体中的扩散速率（Diffusion in Solid ）等参数；设置边界条件除了常规的边界条件设置,对于固化和熔化问题仍有一些特殊设置,其中包括：在运算壁面接触热阻时设置接触热阻（Contact Resis

33、tance ）；这个参数在 Wall（壁面）面板中的 Thermal Conditions（热力学条件）下给定； Shear Condition （剪切条件）下挑选 选项；Marangoni Stress （Marangoni 应力）假如运算拉出速度,就在边界条件中的速度边界条件将被用于拉 出速度的运算；18 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 18 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -三、相设置相设置一般用于多相流的设置,对于相设置,

34、这里主要讲一下Interaction 的设置,如图：Interaction 设置Interaction 设置用来定义两相的相互作用,其有多个选项卡,如图；19 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 19 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -Drag 选项卡 针对每对物相,在下拉菜单中挑选阻力函数；其中包括 schiller-naumann 模型、morsi-alexander 模型、symmetric（对称）模型等用于流体与流体之间阻力运

35、算的模型,也包括 wen-yu 模型、gidaspow 模型、syamlal-obrien 模型等用于液体与固体之间阻力计算的模型,仍包括 syamlal-obrien-symmetric 模型用于固体与固体之间的阻力运算； 除此之外, 仍可以将阻力函数定义为 constant （常数）,或者挑选 user-defined （用户定义） 由用户自己定义阻力函数；假如运算中不需要设定阻力,仍可以挑选none（不计阻力）选项；阻力设置的相关原理比较复杂,可参考帮忙,一般保持默认的schiller-naumann 设置不变；Surface Tension 选项卡Surface Tension选项卡用

36、来定义表面张力,假如相包含壁面粘附,可勾选“Wall Adhesion ” 复选框；四、 Cell Zone Condition Frame Motion 选项对于流体,可以通过Frame Motion 选项确定坐标运动方式（如离心泵内部流体的旋转使用运动参考系模型）,如图：20 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 20 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -Rotation-Axis Origin指转轴, Rotational Velo

37、city值旋转速度；五、边界条件设置1速度进口边界条件（ Velocity Inlet）21 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 21 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -速度进口边界条件用进口处流场速度及相关流淌变量作为边界条 件,在速度进口边界条件中,流场进口边界的驻点参数是不固定的；为了满意进口处的速度条件,驻点参数将在肯定范畴内波动；需要留意的是,由于这种条件中答应驻点参数浮动,所以速度进口边界条件仅适用于不行压流,假如用于可压

38、流, 就可能导致显现非物懂得；同时仍要留意的是, 不要让速度进口条件过于靠近进口内侧 的固体障碍物,这样会使驻点参数的不匀称程度大大增加；湍流参数的设置 对于一般的流淌边界条件,均涉及到湍流参数的定义,在Turbulence Specification Method （湍流定义方法）下拉列表中,可以简洁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、水力直径或湍流特点长在边界上的值来定义流场边界上的湍流；a. 湍流强度（ Turbulence Intensity）湍流强度定义如下：Iu2v2w2u上式中u ,v ,w 是速度脉动量,u 是平均速度；比较常用的是 Intensity

39、 and Hydraulic Diameter,湍流强度与水力直径的确定有相应的运算方法,这里只是采纳估算来加以确定；22 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 22 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -内流问题进口处的湍流强度取决于上游流淌状态；假如上游是没有充分进展的未受扰流淌, 就进口处可以使用低湍流强度；假如上游是充分进展的湍流, 就进口处湍流强度可以达到几个百分点；假如管道中的流淌是充分进展的湍流,就湍流强度I （turbule

40、nce intensity）可以用下面公式运算得到,这个公式是从管流体会公式得到的：Iu0.16ReDH1/8D 运算得到的雷诺数；u其中： ReD为按等效水力直径 H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,就可以认为湍流强度是比较高的；比如,当雷诺数为 50000时,代入上述公式可得到湍流强度为 度设置为 5%（中等强度）；4%,默认的湍流强细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 23 页,共 39 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -b. 湍流的长度尺度与水力直径湍流的长度尺度（ Turbulence Length Scale）与水力直径（Hydraulic Diameter）是设置湍流的重要参数；湍流能量主要集中在大涡结构中, 而湍流长度尺度 l 就是与大涡结 构相关的物理量； 在充分进展的管流中, 由于漩涡尺度不行能大于管 道直径,所以 l 是受到管道尺寸制约的几何； 湍流长度尺度 l 与管道物 理尺寸 L 关系可以表示为：L l 0.07 式中的比例因子 0.