FAQ 004391 | Czy RWIND Simulation stosuje model warstwy granicznej?

Pytanie:
Czy RWIND Simulation stosuje model warstwy granicznej?

Odpowiedź:
W RWIND Simulation każda powierzchnia modelu w przepływie wiatru jest traktowana jako „gładka” ściana. Definicja ta powoduje powstanie warstwy granicznej w obszarach wokół przepływu w pobliżu ścian, która ma wpływ na profil prędkości prostopadły do ściany w zależności od lepkości powietrza. Ta warstwa graniczna jest tworzona w RWIND Simulation zgodnie z tak zwanym „prawem ściany”. Prawo to opisuje profil prędkości prostopadły do ściany i może być reprezentowane przez bezwymiarowe zmienne u+ i y+.

Zmienna bezwymiarowa u+:

Gdzie
U jest prędkość na ścianie,
uτ jest prędkość tarcia.

Zmienna bezwymiarowa y+:

Gdzie
y jest Odległość od ściany
uτ jest prędkość tarcia,
ν jest lepkość kinematyczna powietrza.

Wykorzystując prędkość tarcia uτ:

Gdzie
τw jest naprężenie ścinające,
ρ to  gęstość powietrza

Poprzez opisanie modelu warstwy granicznej w lepkiej warstwie częściowej bezpośrednio przy ścianie
$\mathrm u^+=\mathrm y^+$

oraz w kolejnej warstwie logarytmicznej
$\mathrm u^+=\frac1{\mathrm\kappa}\cdot\ln\;\mathrm y^++\mathrm C$

otrzymujesz następujący rozkład prędkości,

Gdzie
κ jest stała Karmana (κ = 0,41 dla symulacji gładkiej ściany),
C jest stałą (C = 5 dla symulacji gładkiej ściany).

Aby zapewnić, że proces rozwiązania jest stosunkowo szybki i niezawodny, program określa odpowiedni model warstwy granicznej bezpośrednio w pierwszej komórce obok powierzchni modelu. Pozostała część warstwy granicznej jest wynikiem rozwiązania zastosowanych globalnie równań Naviera-Stokesa.