Symulacja przepływu w pobliżu ściany w warstwie granicznej jest wymagająca pod względem numerycznym, dominują tu lepkie właściwości cieczy, a profil prędkości jest bardzo stromy.
Prędkość na powierzchni modelu wynosi zero i nadal bardzo szybko rośnie (duże gradienty prędkości). Aby uchwycić tak duże gradienty prędkości w obliczeniach CFD, potrzebne jest bardzo gęste oczko blisko ściany, co prowadzi do dużych oczek i czasochłonnych obliczeń.
Dlatego w modelowaniu CFD profilu prędkości w warstwie granicznej nie stosuje się aproksymacji za pomocą funkcji kawałkami-liniowej, lecz funkcje nieliniowe (patrz powyżej). Funkcje nieliniowe umożliwiają nam posiadanie znacznie większych komórek siatki przy ścianie i nadal uwzględniają wszystkie właściwości przepływu warstwy granicznej. Aby poznać kształt funkcji ściany, musimy znać kształt profilu prędkości rzeczywistej w warstwie granicznej, który jest uzyskiwany z eksperymentu lub z wykorzystaniem systemu DNS (Bezpośrednia symulacja numeryczna), zob. rysunek poniżej, zaczerpnięty z literatury [1].
Funkcje ścian (meblościanki) to bezwymiarowe funkcje, których używamy do modelowania zmierzył profil prędkości i postaraj się go jak najbardziej przybliżyć, U+ i y+ to bezwymiarowa prędkość i bezwymiarowa odległość od ściany, bardziej szczegółowe informacje na temat funkcji ściany można znaleźć na Instrukcja ANSYS lub CFD Direct [2]. Wielkości podajemy w postaci bezwymiarowej, aby zapewnić prawidłowy rozwój warstwy granicznej w naszych obliczeniach CFD, niezależnie od warunków przepływu, kształtu i wymiarów geometrii. Bezwymiarowa jednostka metryczna (odległość) y+ podaje odległość od ściany w warstwie granicznej, wyskalowaną zgodnie z parametrami przepływu, prędkością tarcia i lepkością, i jest przedstawiona wzorem:
| ρ to | Gęstość cieczy (przepływ jednorodny i nieściśliwy) |
| y | Odległość normalnej do ściany |
| Uτ | Prędkość tarcia |
| μ | Lepkość dynamiczna cieczy |
Prędkość tarcia uτ może być oparta na naprężeniu stycznym w ścianie lub energii kinetycznej turbulencji, w naszym przypadku jest ona oparta na naprężeniu stycznym w ścianie i jest dana wzorem:
Bezwymiarowa odległość od ściany w RWIND 3 jest obecnie dostępna tylko dla obliczeń Stacjonarnego przepływu. Wartość y+ jest obliczana na podstawie odległości od ściany modelu do środka ciężkości komórki w pierwszej warstwie komórek siatki wokół modelu, wartość y+ można następnie wyświetlić i sprawdzić w komórkach modelu.
Aby wyświetlić y+, należy aktywować "Wyniki na siatce obliczeniowej" w "Edytować pręt - Simulation":
Wartość tę można znaleźć w oknie Mesh Inspector, w którym można użyć myszy, aby wyświetlić y+ na komórkach modelu.
