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2020-03-26

问题

RWIND Simulation是否应用边界层模型?


回复:
在RWIND Simulation中,将风流中的每个模型面视为“平滑”墙。 在RWIND Simulation 1.26版本中可以定义粗糙度参数。 该定义在流场附近的靠近墙的区域中形成边界层,该边界层中的边界层中的空气黏度影响着垂直于墙的速度分布。 该边界层是在RWIND Simulation中根据“墙法则”创建的。 该定律描述了垂直于墙的速度曲线,并且可以用无量纲的变量u +和y +表示


无量纲变量u +
$\mathrm u^+=\frac{\mathrm U}{{\mathrm u}_{\mathrm\tau}}$
值:
U是 墙上的速度
uτ是 摩擦速度

无量纲变量y +
$\mathrm y^+=\frac{{\mathrm u}_{\mathrm\tau}\cdot\mathrm y}{\mathrm\nu}$
值:
y是 墙间距
uτ是 摩擦速度
ν是 空气的运动粘度。

使用摩擦速度uτ:
${\mathrm u}_{\mathrm\tau}=\sqrt{\frac{{\mathrm\tau}_{\mathrm w}}{\mathrm\rho}}$
值:
τw是 剪应力
ρ是空气密度。

通过在墙附近的粘性局部层中描述边界层模型
$\mathrm u^+=\mathrm y^+$

及其后面的对数层
$\mathrm u^+=\frac1{\mathrm\kappa}\cdot\ln\;\mathrm y^++\mathrm C$

得出下面的速度分布。

值:
κ是 Kármán常数(对于平整墙体模拟时κ= 0.41),
C≤ 常数(对于平滑墙的模拟,C = 5)。


如果定义了粗糙度参数,则使用参数ks和Cs的nutkRoughWallFunction。 这里可以找到nutkRoughWallFunction的公式。
哪里Ks是 等效砂粗糙度
Cs是 粗糙度常数

为了确保求解过程的快速和稳健,程序在模型面旁边的第一个单元格中直接指定了边界层模型。 边界层的其余部分是由在全局应用Navier-Stokes公式的解决方案产生的。