fluent水力半径和湍动强度的设置
fluent水力半径和湍动强度的设置
摘要：
一、Fluent 水力半径和湍动强度的设置概述
二、水力半径的设置方法及其对模拟结果的影响
三、湍动强度的设置方法及其对模拟结果的影响
四、总结
正文：
一、Fluent 水力半径和湍动强度的设置概述
在Fluent 中，水力半径和湍动强度是两个重要的设置参数，对于模拟流体动力学问题有着重要的影响。水力半径主要用于描述管道的粗糙程度，而湍动强度则用于描述流体运动的混乱程度。这两个参数的设置会直接影响到模拟结果的准确性和可靠性。
二、水力半径的设置方法及其对模拟结果的影响
水力半径的设置主要可以通过以下几个步骤完成：
1.确定管道的长度和形状。管道的长度和形状会影响到水力半径的计算。一般来说，管道越长，水力半径越大；管道越粗，水力半径越大。
2.确定管道的粗糙程度。管道的粗糙程度可以通过实验测量得到，也可以通过经验公式计算。一般来说，管道越粗糙，水力半径越大。
3.输入Fluent 中的水力半径参数。在Fluent 中，可以通过设定zone 属性来输入水力半径参数。
水力半径的设置对模拟结果的影响主要体现在以下几个方面：
1.影响流体的摩擦阻力。水力半径越大，流体的摩擦阻力越大，从而影响到流体的流速和压力分布。
2.影响热传递。水力半径越大，热传递的效率越高，因为流体与管道壁之间的温差越小。
三、湍动强度的设置方法及其对模拟结果的影响
湍动强度的设置主要可以通过以下几个步骤完成：
1.确定湍流模型。在Fluent 中，有多种湍流模型可供选择，如k-ε模型、k-ω模型等。不同的湍流模型对湍动强度的计算方法不同，因此需要先确定湍流模型。
2.输入湍动强度的参数。在Fluent 中，可以通过设定material 属性或者zone 属性来输入湍动强度参数。
3.调整湍动强度的边界条件。在Fluent 中，可以通过设定boundary condition 来调整湍动强度的边界条件。
湍动强度的设置对模拟结果的影响主要体现在以下几个方面：
1.影响流体的混合程度。湍动强度越大，流体的混合程度越高，从而影响到流体的浓度分布和温度分布。
2.影响传热效果。湍动强度越大，传热效果越好，因为流体与壁面之间的热交换系数越大。
四、总结
在Fluent 中，水力半径和湍动强度的设置对于模拟流体动力学问题具有重要意义。合理的设置水力半径和湍动强度，可以提高模拟结果的准确性和可靠性。
(整理)FLUENT边界条件(2)—湍流设置.
FLUENT边界条件（2）—湍流设置 （fluent教材—fluent入门与进阶教程于勇第九章） Fluent：湍流指定方法（Turbulence Specification Method） 2009-09-16 20:50 使用Fluent时，对于velocity inlet边界，涉及到湍流指定方法（Turbulence Specification Method），其中一项是Intensity and Hydraulic Diameter （强度和水利直径），本文对其进行论述。 其下参数共两项， （1）是Turbulence Intensity，确定方法如下： I=0.16/Re_DH^0.125 (1) 其中Re_DH是Hydraulic Diameter（水力直径）的意思，即式(1)中的雷诺数是以水力直径为特征长度求出的。 雷诺数 Re_DH=u×DH/υ(2) u为流速，DH为水利直径，υ为运动粘度。 水利直径见（2）。 （2）水利直径 水力直径是水力半径的二倍，水力半径是总流过流断面面积与湿周之比。 水力半径 R＝A/X (3) 其中，A为截面积（管子的截面积）＝流量/流速 X为湿周(字面理解水流过各种形状管子外圈湿一周的周长) 例如：方形管的水利半径 R=ab/2(a+b) 水利直径 DH=2×R (4) 举例如下： 如果水流速度u=10m/s，圆形管路直径2cm，水的运动粘度为1×10-6 m2/s。 则 DH=2×3.14*r^2/(2*3.14*r)=2*3.14*0.01^2/(3.14*0.02)=0.01 r为圆管半径 Re_DH=u×DH/υ=10*0.02/10e-6=20000 I=0.16/Re_DH^0.125=0.16/20000^0.125=0.0463971424017634≈5%
文献中提到的湍流参数设置
对于没有任何已知条件的情况，可根据湍动强度Ti 和特征长度L ，由下式粗略估计进口的κ和ε的分布： 2)(23i nf T u =κ 23 4 3k C με= L 07.0= 式中，nf u 是进口处的平均速度，特征长度L 可按等效管径计算。摘自：W.Rodi,Turbulence modle and their application in hydraulics-A state of the art review,IAHR,delft,The Netherlands,1980 湍流参数计算式 湍流强度I （turbulence intensity)按下式计算： 125.0')(Re 16.0/-==H D u u I 其中，'u 和u 分别为湍流脉动速度与平均速度，H D Re 为按水里直径计算得到的Reynolds 数。对于圆管，水力直径H D 等于圆管直径，对于其他几何形状，按等效水力直径确定。湍流长度尺度l (turbulence length scale)按下式计算： l =0.07L 这里，L 为关联尺寸。对于充分发展的湍流，可取L 等于水力直径。湍动粘度比μμ/t （Turbulent Viscosity Ratio)正比于湍动Reynolds 数，一般可取10/1<<μμt 。修正的湍流粘度ν（Modified Turbulent Viscosity ）按下式计算： Il u 2 3=ν 湍动能κ(Turbulent Kinetic Energy)按下式计算： 2)(23I u =κ 如果已知湍流长度尺度l ，则湍动耗散率ε（Turbulent Dissipation Rate ）按下式计算： l C 234 3κεμ= 式中，μC 取0.09。如果已知湍动粘度μμt ，则湍动耗散率ε按下式计算： 12)(-=μ μμκρεμt C 如果已知湍流长度尺度l ，则比耗散率w （Specific Dissipation Rate ）按下式计算： l C w 412 1μκ=
FLUENT中湍流参数的定义
FLUENT 中湍流参数的定义 2011-07-28 10:46:03| 分类：默认分类|举报|字号订阅 流场的入口、出口和远场边界上，用户需要定义流场的湍流参数。在FLUENT 中可以使用的湍流模型有很多种。在使用各种湍流模型时，哪些变量需要设定，哪些不需要设定以及如何给定这些变量的具体数值，都是经常困扰用户的问题。本小节只讨论在边界上设置均匀湍流参数的方法，湍流参数在边界上不是均匀分布的情况可以用型函数和UDF （用户自定义函数）来定义，具体方法请参见相关章节的叙述。 在大多数情况下，湍流是在入口后面一段距离经过转捩形成的，因此在边界上设置均匀湍流条件是一种可以接受的选择。特别是在不知道湍流参量的分布规律时，在边界上采用均匀湍流条件可以简化模型的设置。在设置边界条件时，首先应该定性地对流动进行分析，以便边界条件的设置不违背物理规律。违背物理规律的参数设置往往导致错误的计算结果，甚至使计算发散而无法进行下去。 在Turbulence Specification Method （湍流定义方法）下拉列表中，可以简单地用一个常数来定义湍流参数，即通过给定湍流强度、湍流粘度比、水力直径或湍流特征长在边界上的值来定义流场边界上的湍流。下面具体讨论这些湍流参数的含义，以保证在设置模型时不出现违背流动规律的错误设置： （1）湍流强度（Turbulence Intensity）
湍流强度I的定义为： I=Sqrt(u’*u’+v’*v’+w’*w’)/u_avg (8-1) 上式中u',v' 和w' 是速度脉动量，u_avg是平均速度。 湍流强度小于1％时，可以认为湍流强度是比较低的，而在湍流强度大于10％时，则可以认为湍流强度是比较高的。在来流为层流时，湍流强度可以用绕流物体的几何特征粗略地估算出来。比如在模拟风洞试验的计算中，自由流的湍流强度可以用风洞的特征长度估计出来。在现代的低湍流度风洞中，自由流的湍流强度通常低于0.05%。 内流问题进口处的湍流强度取决于上游流动状态。如果上游是没有充分发展的未受扰流动，则进口处可以使用低湍流强度。如果上游是充分发展的湍流，则进口处湍流强度可以达到几个百分点。如果管道中的流动是充分发展的湍流，则湍流强度可以用公式(8-2)计算得到，这个公式是从管流经验公式得到的： I=u’/u_avg=0.16*Re_DH^-0.125 (8-2) 其中Re_DH是Hydraulic Diameter（水力直径）的意思，即式(8-2)中的雷诺数是以水力直径为特征长度求出的。 （2）湍流的长度尺度与水力直径 湍流能量主要集中在大涡结构中，而湍流长度尺度l则是与大涡结构相关的物理量。在充分发展的管流中，因为漩涡尺度不可能大于管道直径，所以l 是受到管道尺寸制约的几何量。湍流长度尺度l 与管道物理尺寸L 关系可以表示为： l = 0.07L (8-3)
fluent水力半径和湍动强度的设置
fluent水力半径和湍动强度的设置 摘要： 一、Fluent 水力半径和湍动强度的设置概述 二、水力半径的设置方法及其对模拟结果的影响 三、湍动强度的设置方法及其对模拟结果的影响 四、总结 正文： 一、Fluent 水力半径和湍动强度的设置概述 在Fluent 中，水力半径和湍动强度是两个重要的设置参数，对于模拟流体动力学问题有着重要的影响。水力半径主要用于描述管道的粗糙程度，而湍动强度则用于描述流体运动的混乱程度。这两个参数的设置会直接影响到模拟结果的准确性和可靠性。 二、水力半径的设置方法及其对模拟结果的影响 水力半径的设置主要可以通过以下几个步骤完成： 1.确定管道的长度和形状。管道的长度和形状会影响到水力半径的计算。一般来说，管道越长，水力半径越大；管道越粗，水力半径越大。 2.确定管道的粗糙程度。管道的粗糙程度可以通过实验测量得到，也可以通过经验公式计算。一般来说，管道越粗糙，水力半径越大。 3.输入Fluent 中的水力半径参数。在Fluent 中，可以通过设定zone 属性来输入水力半径参数。 水力半径的设置对模拟结果的影响主要体现在以下几个方面：
1.影响流体的摩擦阻力。水力半径越大，流体的摩擦阻力越大，从而影响到流体的流速和压力分布。 2.影响热传递。水力半径越大，热传递的效率越高，因为流体与管道壁之间的温差越小。 三、湍动强度的设置方法及其对模拟结果的影响 湍动强度的设置主要可以通过以下几个步骤完成： 1.确定湍流模型。在Fluent 中，有多种湍流模型可供选择，如k-ε模型、k-ω模型等。不同的湍流模型对湍动强度的计算方法不同，因此需要先确定湍流模型。 2.输入湍动强度的参数。在Fluent 中，可以通过设定material 属性或者zone 属性来输入湍动强度参数。 3.调整湍动强度的边界条件。在Fluent 中，可以通过设定boundary condition 来调整湍动强度的边界条件。 湍动强度的设置对模拟结果的影响主要体现在以下几个方面： 1.影响流体的混合程度。湍动强度越大，流体的混合程度越高，从而影响到流体的浓度分布和温度分布。 2.影响传热效果。湍动强度越大，传热效果越好，因为流体与壁面之间的热交换系数越大。 四、总结 在Fluent 中，水力半径和湍动强度的设置对于模拟流体动力学问题具有重要意义。合理的设置水力半径和湍动强度，可以提高模拟结果的准确性和可靠性。
fluent边界条件设置
边界条件设置问题 1、速度入口边界条件（velocity-inlet）：给出进口速度及需要计算的所有标量值。该边界条件适用于不可压缩流动问题。 Momentum 动量？thermal 温度radiation 辐射species 种类 DPM DPM模型（可用于模拟颗粒轨迹）multipahse 多项流 UDS（User define scalar 是使用fluent求解额外变量的方法） Velocity specification method 速度规方法：magnitude，normal to boundary 速度大小，速度垂直于边界；magnitude and direction 大小和方向；components 速度组成？Reference frame 参考系：absolute绝对的；Relative to adjacent cell zone 相对于邻近的单元区 Velocity magnitude 速度的大小 Turbulence 湍流 Specification method 规方法 k and epsilon K-E方程：1 Turbulent kinetic energy湍流动能；2 turbulent dissipation rate 湍流耗散率 Intensity and length scale 强度和尺寸：1湍流强度 2 湍流尺度=0.07L（L为水力半径）intensity and viscosity rate强度和粘度率：1湍流强度2湍流年度率 intensity and hydraulic diameter强度与水力直径：1湍流强度；2水力直径
fluent圆管仿真湍流参数设置
一、概述 在工程领域中，流体力学仿真是一项十分重要的工作。在进行流体力 学仿真时，对于湍流参数的设置尤为关键。本文主要讨论在使用 fluent软件进行圆管湍流仿真时，如何设置参数以获得准确可靠的结果。 二、湍流模型的选择 1. 简介 在进行圆管湍流仿真时，首先需要选择合适的湍流模型。目前常用的 湍流模型包括k-ε模型、k-ω模型、SST湍流模型等。每种湍流模型 都有其适用的范围和局限性。 2. 参数设置 在fluent软件中，进行湍流模型选择时需要考虑雷诺数、流场特性等 因素。根据具体情况选择合适的湍流模型，并对相应的参数进行设置。 三、网格划分 1. 网格类型 在进行圆管湍流仿真时，合适的网格划分也是至关重要的。常见的网 格类型包括结构化网格、非结构化网格等。
2. 网格密度 对于圆管湍流仿真，网格的密度对结果的准确性有着直接的影响。在fluent软件中，可以通过设置不同的网格密度来进行网格划分。 四、边界条件设置 1. 入口边界条件 对于圆管湍流仿真，入口边界条件的设置对结果有着重要的影响。在fluent软件中，可以通过设定入口速度、湍流强度等参数来进行设置。 2. 出口边界条件 出口边界条件的设置同样十分重要。在fluent软件中，需要考虑出口 压力、流速等参数。 五、求解器设置 1. 时间步长 在进行湍流仿真时，时间步长的选择对结果的精度有着很大的影响。 需要根据具体情况进行合理的设置。 2. 收敛准则 在fluent软件中，收敛准则的设置也是必不可少的。通过调整收敛准
则的值来保证计算结果的准确性。 六、计算结果分析 1. 流场分布 通过fluent软件进行湍流仿真后，可以获得流场的分布情况。需要对 结果进行仔细的分析和比对。 2. 压降计算 在圆管湍流仿真中，压降是一个重要的参数。需要对压降进行精确的 计算和分析。 七、总结 圆管湍流仿真是流体力学仿真中的重要内容。在使用fluent软件进行 仿真时，正确的参数设置和合理的操作流程至关重要。通过本文的讨论，相信读者对圆管湍流仿真的参数设置有了更清晰的认识，能够在 实际工程中取得更好的仿真结果。八、实例分析 为了更直观地理解在使用fluent软件进行圆管湍流仿真时的参数设置，我们可以通过一个实例来进行分析和展示。假设我们需要对一个直径 为0.5米的圆管进行湍流仿真，流体为水，入口速度为1m/s，经过圆管后的流场情况需要进行准确的模拟和分析。
fluent湍流设置
湍流边界条件设置 在流场的入口、出口和远场边界上，用户需要定义流场的湍流参数。在 FLUENT中可以使用的湍流模型有很多种。在使用各种湍流模型时，哪些变量需 要设定，哪些不需要设定以及如何给定这些变量的具体数值，都是经常困扰用户的问题。本小节只讨论在边界上设置均匀湍流参数的方法，湍流参数在边界上不是均匀分布的情况可以用型函数和UDF(用户自定义函数)来定义，具体方法请参见相关章节的叙述。 在大多数情况下，湍流是在入口后面一段距离经过转捩形成的，因此在边界上设置均匀湍流条件是一种可以接受的选择。特别是在不知道湍流参量的分布规律时，在边 界上采用均匀湍流条件可以简化模型的设置。在设置边界条件时，首先应该定性地对流动进行分析，以便边界条件的设置不违背物理规律。违背物理规律的参数设置 往往导致错误的计算结果，甚至使计算发散而无法进行下去。 在TurbulenceSpecificationMethod (湍流定义方法)下拉列表中，可以简单地用一个常数来定义湍流参数，即通过给定湍流强度、湍流粘度比、水力直径或湍流特征长在边界上的值来定义流场边界上的湍流。下面具体讨论这些湍流参数的含义，以保证在设置模型时不出现违背流动规律的错误设置： ( 1)湍流强度( Turbulence Intensity) 湍流强度I 的定义为： I=Sqrt(u '*u '+v'*v ' +w' *-w1)' )/u_avg(8 上式中u',v'和w'是速度脉动量，u_avg是平均速度。 湍流强度小于1％时，可以认为湍流强度是比较低的，而在湍流强度大于10％时，则可以认为湍流强度是比较高的。在来流为层流时，湍流强度可以用绕流物体的几何特征粗略地估算出来。比如在模拟风洞试验的计算中，自由流的湍流强度可以用风洞的特征长度估计出来。 在现代的低湍流度风洞中，自由流的湍流强度通常低于 0.05%。
fluent边界条件设置
边界条件设置问题 1、速度入口边界条件〔velocity-inlet〕：给出进口速度及需要计算的所有标量值。该边界条件适用于不可压缩流动问题。 Momentum 动量？thermal 温度radiation 辐射species 种类 DPM DPM模型〔可用于模拟颗粒轨迹〕multipahse 多项流 UDS〔User define scalar 是使用fluent求解额外变量的方法〕 Velocity specification method 速度标准方法：magnitude，normal to boundary 速度大小，速度垂直于边界；magnitude and direction 大小和方向；components 速度组成？Reference frame 参考系：absolute绝对的；Relative to adjacent cell zone 相对于邻近的单元区 Velocity magnitude 速度的大小 Turbulence 湍流 Specification method 标准方法 k and epsilon K-E方程：1 Turbulent kinetic energy湍流动能；2 turbulent dissipation rate 湍流耗散率 Intensity and length scale 强度和尺寸：1湍流强度 2 湍流尺度=0.07L〔L为水力半径〕intensity and viscosity rate强度和粘度率：1湍流强度2湍流年度率 intensity and hydraulic diameter强度与水力直径：1湍流强度；2水力直径
fluent边界条件设置
fluent边界条件设置
边界条件设置问题 1、速度入口边界条件（velocity-inlet）：给出进口速度及需要计算的所有标量值。该边界条件适用于不可压缩流动问题。 Momentum 动量？ thermal 温度 radiation 辐射 species 种类 DPM DPM模型（可用于模拟颗粒轨迹）multipahse 多项流 UDS（User define scalar 是使用fluent求解额外变量的方法） Velocity specification method 速度规范方法： magnitude，normal to boundary 速度大
小，速度垂直于边界；magnitude and direction 大小和方向；components 速度组成？Reference frame 参考系：absolute绝对的；Relative to adjacent cell zone 相对于邻近的单元区 Velocity magnitude 速度的大小 Turbulence 湍流 Specification method 规范方法 k and epsilon K-E方程：1 Turbulent kinetic energy湍流动能；2 turbulent dissipation rate 湍流耗散率 Intensity and length scale 强度和尺寸： 1湍流强度 2 湍流尺度=0.07L（L为水力半径）intensity and viscosity rate强度和粘度率：1湍流强度2湍流年度率 intensity and hydraulic diameter强度与水力直径：1湍流强度；2水力直径 2、压力入口边界条件（pressure-inlet）：压力进口边界条件通常用于给出流体进口的压力和流动的其它标量参数，对计算可压和不可压问题都适合。压力进口边界条件通常用于不知道进口流率或流动速度时候的流动，这类流动在工程中常见，如浮力驱动的流动问题。压
fluent边界条件设置
边界条件设置(shèzhì)问题 1、速度(sùdù)入口边界条件（velocity-inlet）：给出进口速度及需要计算的所有标量(biāoliàng)值。该边界条件适用于不可压缩(yā su ō)流动问题(wèntí)。 Momentum 动量？ thermal 温度 radiation 辐射 species 种类 DPM DPM模型（可用于模拟颗粒轨迹） multipahse 多项流 UDS（User define scalar 是使用fluent求解额外变量的方法） Velocity specification method 速度规范方法： magnitude，normal to boundary 速度大小，速度垂直于边界；magnitude and direction 大小和方向；components 速度组成？ Reference frame 参考系：absolute绝对的；Relative to adjacent cell zone 相对于邻近的单元区
Velocity magnitude 速度的大小 Turbulence 湍流 Specification method 规范方法 k and epsilon K-E方程：1 Turbulent kinetic energy湍流动能；2 turbulent dissipation rate 湍流耗散率 Intensity and length scale 强度和尺寸： 1湍流强度 2 湍流尺度=0.07L（L为水力半径） intensity and viscosity rate强度和粘度(zhān dù)率：1湍流强度2湍流年度率intensity and hydraulic diameter强度与水力(shuǐlì)直径：1湍流强度(qiángdù)；2水力直径 2、压力(yālì)入口边界条件（pressure-inlet）：压力进口边界条件通常用于给出流体进口的压力和流动的其它标量参数，对计算可压和不可(bùkě)压问题都适合。压力进口边界条件通常用于不知道进口流率或流动速度时候的流动，这类流动在工程中常见，如浮力驱动的流动问题。压力进口条件还可以用于处理外部或者非受限流动的自由边界。