1. 边界层网格划分:
1) 原因:壁面区域内流体速度、压力等梯度很大 2) 网格划分前提:必须有面生成
3) Uniform和aspect raito based方法的不同:
Uniform:第一排高度都相同
Aspect ratio based:第一排各个单元的高度不同,由单元网格的长度决定。 第一排单元高度比例控制在20%-500%以内,----目的是长宽比5:1 最后一排单元高度也应控制在500%以内,----目的是长宽比5:1 对于各个单元在沿着边的方向上长度相等时,两算法结果一致。
输入 自动获取
Aspect ratio based第一排高度算法: 对于两端部节点:a0,n=(F/100)*L0
对于内部节点:ai=i节点两边单元长度和的平均值*比例因子
4) Internal Continuity内部连续性:使用区别应该在使用的时候去更好的体会
壁面边界层印记关系:多个面为壁面时的搭接问题
网格光滑度和高度自动调整对内部连续性的影响:
0/1(0为不起作用,1为起作用)
MESH.BLAYER.ANGLE_SMOOTH_FACTOR
MESH.BLAYER.ADJUST_EDGE_BL_HEIGHT
默认值更改方法:edit/default
内部连续性对网格划分方案type的影响
5) 边界层楔形角----不能生成
两条边相交且属于一个面内 交点类型为corner或reversal型 每条边单个生成边界层
勾选楔形角选项
6) 边界层第一层高度值确定
Y plus理论
壁面函数适用于:k- ε型
对数定律(Log-law) 仅对平衡边界层和充分发展的流动有效,提供了壁面与第一层网格中心可接受间距的上下限,此距离通过无量纲参数y+ (≡ ρuτy/µ)或y*来表示,当第一层网格位于对数律层内时,y+与y*数值相近,但不同于C1/4µ i.e. ≈ 0.5.
标准和非平衡壁面,每一个近壁面网格中心都应落于Log-law内,30 < y+ < 300,接近于30是最理想的。
尽管常用的壁面函数可以使用y+ < 11.2的较好的近壁网格,但理想状况下还是要避免使用。原因在于此区域内的壁面函数变得不够精确,并且粘性底层(laminar sublayer)内所采用的壁面函数不能够说明低Re数的影响。这两个因素都可以显著(considerably)的降低计算结果的准确性并导致收敛问题。在这种情况下应该使用加强型(enhanced wall)壁面函数。
通过coarse/refine尽可能的使近壁网格不落于过渡层(the buffer layer)中,( y+ = 5 ∼ 30为过渡区)。
对数律层的上限值依赖于压力梯度和Re,随着Re增加而增大。大的y+值是不令人满意的,因为尾迹部分(wake component)变得大致高于对数律层(尾迹应在边界层之内)。
壁面网格高增长因子是不允许的,尤其是在壁面的法线方向上。 边界层内必须有一定的网格数量。
加强型壁面函数目的是使得在粘性底层之外近壁模型仍然有效,但是仍建议在构建网格时应使网格能够足够求解近壁区域粘性影响问题。此种情况下,加强型壁面的两层占主导地位,网格划分必须满足以下条件(此条件是根据y+而不是y*来确定的):近壁网格的y+应该在1以内,更大一些的数值(y+ < 4 to 5)也可以,但条件是必须在粘性底层之内。此外,在粘性影响的近壁区(Rey < 200)必须保证至少有10层网格从而能够求解此区域内的平均速度和湍动能。
Spalart-Allmaras:
S-A为低Re数模型,可以用来求解近壁网格的粘性区域,其粘性区域的壁面剪应力(wall shear
Stress)根据网格细化程度可有两种公式计算。为获得更好的求解结果,其近壁网格应满足加强型壁面函数要求数量级为y+ =1或者是y+ ≥ 30。
k-ω
既适用于低Re模型又适用于高Re模型,其网格要求如同加强型壁面函数。但如果粘性模型(Viscous Model)中的低Re修正(Low-Re Corrections)选项被激活,则为用其求解粘性底层,当粘性底层邻近于近壁网格时,应保证y+ <1。
Transition Models (k-kl-ω or SST Based Model)
适当的网格细化和规范进口湍流级别是准确预测转变的关键。一般情况下对网格划分有一些额外的要求,因为要用能够求解充分顺流的低Re数网格来准确求解转戾区,并且在发生层流分离的区域,为能够适当捕捉由于分离泡而产生的快速转变,有必要对网格进行细化。必须在求解之前测定从入口到主要壁面边的湍流衰减,因其对预测转戾位置有很大的影响。
Large Eddy Simulation
本身对近壁网格没有特殊要求,但为得到更好的结果,y+数量级为1
近壁面区域两种求解方法:
1) 壁面函数:不用求解近壁面区域网格,用半经验公式代替,节省资源,数值稳定
不适用于整体为低Re数的模型。 2) near-wall modeling:更改湍流模型,求解近壁面网格。
壁面函数法缺点:壁面法向进行refine会使结果恶化。
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