La simulación del flujo cerca de la pared en la capa límite es numéricamente exigente, las propiedades viscosas del fluido prevalecen aquí y el perfil de velocidades es muy pronunciado.
La velocidad en la superficie del modelo es nula y sigue aumentando muy rápidamente (grandes gradientes de velocidad). Para capturar estos grandes gradientes de velocidad en un cálculo CFD, se necesita una malla muy fina cerca de la pared, pero esto conduce a una malla grande y un cálculo que requiere mucho tiempo y memoria.
Por lo tanto, en el modelado CFD del perfil de velocidad en la capa límite, no se usa la aproximación por función lineal por partes, pero se usan las funciones no lineales (ver la image033374 image arriba). Las funciones no lineales, o funciones de muro, nos permiten tener celdas de malla significativamente más grandes en el muro y aún capturar todas las propiedades del flujo de la capa límite. Para conocer la forma de la función del muro, necesitamos conocer la forma del perfil de velocidad real en la capa límite, que se obtiene del experimento o del DNS (Direct Numerical Simulation ), consulte la image033375 imagen a continuación, tomada de la Referir [1 ].
Las funciones de muro (unidades de muro) son funciones adimensionales que utilizamos para modelar el perfil de velocidad medido image033375 y tratar de aproximarlo lo más posible, U+ e y+ son la velocidad adimensional y la distancia adimensional de el muro, se puede encontrar información más detallada sobre las funciones del muro en [[ https://www.afs.enea.it/project/neptunius/docs/fluent/html/th/node99.htm Manual ANSYS {%\} o CFD Direct Referir [2 ]. Damos las cantidades en forma adimensional para lograr el desarrollo correcto de la capa límite en nuestro cálculo de CFD independientemente de las condiciones de flujo libre, la forma y las dimensiones de la geometría. La métrica adimensional (distancia) y+ da la distancia desde la pared en la capa límite, escalada según los parámetros de flujo, velocidad de fricción y viscosidad, y está dada por la fórmula:
| ρ es | Densidad del fluido (flujo homogéneo e incompresible) |
| y | Distancia de la normal al muro |
| uτ | Velocidad de fricción |
| μ | Viscosidad dinámica del fluido |
La velocidad de fricción uτ puede estar basada en el esfuerzo cortante del muro o en la energía cinética turbulenta, en nuestro caso, se basa en el esfuerzo cortante del muro y está dada por la ecuación:
La distancia adimensional, también conocida como distancia al muro en RWIND 2, por ahora sólo está disponible para el cálculo del 002697 Steady Flow . El valor de y+ se calcula desde la distancia desde la pared del modelo y hasta el centro de gravedad de la celda en la primera capa de celdas de la malla alrededor del modelo; el valor de y+ se puede mostrar y comprobar en las celdas del modelo.
Para ver y+, debe activar "Resultados en malla computacional" en "Barra de edición - Simulación":
Luego, puede encontrar esta cantidad en la ventana image033227 Mesh Inspector , donde puede usar el ratón para ver y+ en las celdas del modelo.
