Моделирование течения у стенки в пограничном слое требует больших вычислительных затрат, здесь преобладают вязкие свойства жидкости и очень крутой профиль скорости.
Скорость на поверхности модели равна нулю и продолжает очень быстро увеличиваться (большие градиенты скорости). Для того, чтобы уловить эти большие градиенты скорости в расчете CFD, требуется очень мелкая сетка рядом со стенкой, но это приводит к большой сетке, а также к затратам памяти и времени.
Поэтому при CFD-моделировании профиля скорости в пограничном слое аппроксимация кусочно-линейной функцией не используется, но используются нелинейные функции (см. Image033374 image выше). Нелинейные функции, или функции стенки, позволяют нам иметь значительно большие ячейки сетки на стенке и при этом захватывать все свойства потока в пограничном слое. Чтобы узнать форму функции стенки, нам необходимо знать форму реального профиля скорости в пограничном слое, который получается либо из эксперимента, либо из DNS (Direct Numerical Simulation ), см. изображение image033375 ниже, взято из Ссылка [1 ].
Функции стенки (единицы стенки) - это безразмерные функции, которые мы используем для моделирования image033375 профиля измеренной скорости и пытаемся максимально приблизить его, U+ и y+ - это безразмерная скорость и безразмерное расстояние от стене, более подробную информацию о функциях стены можно найти в [[ https://www.afs.enea.it/project/neptunius/docs/fluent/html/th/node99.htm ANSYS Manual {%\} или CFD Direct Ссылка [2 ]. Мы приводим величины в безразмерной форме, чтобы обеспечить правильное развитие пограничного слоя в нашем CFD-расчете, независимо от условий свободного потока, формы и размеров геометрии. Безразмерная метрика (расстояние) y+ дает расстояние от стенки в пограничном слое, масштабированное в соответствии с параметрами потока, скоростью трения и вязкостью, и определяется по формуле:
| ρ это | Плотность жидкости (однородный и несжимаемый поток) |
| y | Расстояние от нормали до стены |
| uτ | скорость трения |
| μ | Динамическая вязкость жидкости |
Скорость трения uτ может быть основана на напряжении сдвига стенки или турбулентной кинетической энергии, в нашем случае она основана на напряжении сдвига стенки и определяется по формуле:
Безразмерное расстояние, также известное как расстояние от стены в RWIND 2, на данный момент доступно только для расчета 002697 Steady Flow . Значение y+ рассчитывается по расстоянию от стенки модели y до центра тяжести ячейки в первом слое ячеек сетки вокруг модели, затем значение y+ может быть отображено и проверено в ячейках модели.
Для просмотра y+, вы должны активировать «Результаты на расчетной сетке» в «Панель редактирования - Моделирование»:
Затем вы можете найти это количество в окне image033227 Mesh Inspector , где вы можете использовать мышь для просмотра y+ на ячейках модели.
