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物联网软件定制开发多少钱 湍流模拟｜06 湍流模子评估I
发布日期：2024-11-06 07:01 点击次数：127
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在聘请湍流模子时，主要的研究成分是该模子能为特定流动或某类流动提供的精度。
由于所有这个词的湍流模子齐是或多或少针对疏浚的基准流动（如平板领域层、基本解放剪切流和衰减湍流等）进行校准的，因此模子在窄小的“校准盒”以外的精度只可通过进一步的考证研究来细则。这些研究基于“积木式”测试案例，频繁是在校准案例的基础上增多一些复杂元素，如逆压梯度、分离、漩涡等。由于这些案例并不包括工业流动中看到的复杂相互作用，因此它们无法提供全貌，但不错更好地了解模子对特定类型流动的适用性。这些测试案例亦然模子设备和校准时代对模子进行测试的极限，因为更复杂的工业流动频繁短少详备的实验数据，无法针对特定模子的颓势得出有兴味的论断。在接下来的部分中，将征询这些积木式测试案例征询各模子的性能，每部分重心关怀不同的物理效应。对CFD用户来说，蹙迫的是了解模子性能的各异，以便于在聘请模子时作念出贤惠的决定。
由于这是一份最好扩充文献，因此只提供了对于测试案例偏执数值建立的最必要信息。所有这个词策动后果齐已确保与网格无关，何况在所有这个词情况下，领域条目尽可能地与实验相匹配。
4.1 平板流动零压力梯度平板领域层流动的建立（见图 3）基于 Wieghardt 和 Tillmann 的实验[29]。基于进口速率和平板长度的雷诺数 Re = 1E7，壁面保抓恒定，莫得进行传热测量。因此，为了评估湍流模子展望壁面传热的智商，接受劝诫研究性从测得的壁面摩擦所有这个词(skin friction coefficient)散播策动壁面处的斯坦顿数(stanton number)。
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奇偶形态判断：前面10期奖号中，包含全偶形态1期，两偶一奇形态2期，两奇一偶形态3期，全奇形态4期。
图3 平板上的流动默示图策动区域如图4所示。进口面指定了恒定的速率和温度值，进口和壁面温差为10 K。进口处的湍流特征也被假定为恒定值，物联网app开发其值为解放流湍流强度Tu=1%，湍流粘度比TVR=0.2。策动网格（见表1）包括了三种近壁面情况：粘性子层、对数区域和过渡层的差别率。
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图4 平板玄妙动的教唆域条目和网格的策动域Mesh 1Mesh 2Mesh 3Mesh 4Mesh 5y+ max56.922.614.43.10.3y+ mean33.610.96.11.10.1网格数380046005000600080004.1.1 模子相比图5浮现了不同湍流模子（SST、GEKO、SA和RKE）在考究网格Mesh-5上的策动后果相比。所有这个词测试的模子在平板模拟中齐推崇邃密，包括壁面剪切应力Cf以及壁面传热所有这个词St。
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图5：壁面剪切应力所有这个词的相比，𝑪𝒇 （左）和平板领域层[29]和y+~1的壁面传热所有这个词St.（右）此外，速率散播与对数散播特殊一致，如图6所示。
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图6：Rex=8.7E6时平板领域层中速率散播的相比4.1.2 非线性效应对于无意的壁面有界流动，EARSM模子以及RSM模子的非线性效应付主流流动莫得影响。图7浮现了包含和不包含EARSM/RSM选项的GEKO模子的壁面摩擦所有这个词和壁面速率散播的展望。
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图7 在Rex=8.7e6（右）时，用GEKO模子展望的平板领域层的壁剪切应力所有这个词（左）和速率散播的相比4.1.3 网格明锐性对于粗俗网格，策动精度主要取决于壁面科罚姿色。对于k-ω湍流模子，使用对y+不解锐的自动壁面科罚，不错使近壁面差别率的求解险些孤独于网格。图 8 浮现了 SST 模子求解的示例。另一方面，高雷诺数 k-ε 湍流模子的壁面剪切应力展望精度取决于壁面科罚要害的聘请。如图 9（左）所示，为高雷诺数k-ε策动网格贪图的圭臬壁面函数（Standard Wall Functions，SWF）并不适用于低雷诺数考究的y+~1网格。使用可彭胀壁面函数（Scalable Wall Functions，ScWF）后，情况获得了很大改善（图 9 和图 10 - 右）。因此，在其余的测试案例中，k-ε模子齐使用了 ScWF 壁面函数。不同壁面科罚要害的数学公式见第 9.3 节。
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图8 使用 SST 模子相比平板领域层的壁面剪应力所有这个词 Cf（左）、壁面传热所有这个词 St（中）和 Rex = 8.7E6 时的对数速率散播（右）图片
图9 使用 RKE 模子策动的平板上的名义摩擦所有这个词散播，其中平板领域层接受 SWF（左）和 ScWF（右）图片
图 10 使用 RKE 模子策动的平板上的斯坦顿数散播，其中平板领域层接受 SWF（左）和 ScWF（右）注：湍流系列翻译自《Best Practice: RANS Turbulence Modelingin Ansys CFD》，作家F.R. Mentor，发布年份为2022年。
”（待续）
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