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amoroso_xmc

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[交流] Fluent和CFX算泊肃叶流动的结果与理论和实测都差很远

圆管的层流流动，即泊肃叶流动，是有解析解的，也有大量的实验沿程阻力的实验结果。但是fluent和cfx都算不准，很奇怪。
例如，一个直圆管，直径3 mm，长度 1 m，流体为水（取密度为999.7 kg/m^3，粘性系数为0.001235 kg/m·s），平均流速0.0766 m/s。
那么根据解析结果，充分发展后，中心最大速度应该是平均流速的2倍，相距0.5 m的压差约为176 Pa。
不论是3d还是2d的结果都差很多，特别是压差。大家在学习fluent的过程中，试过泊肃叶流动这个算例吗？

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1楼 2015-05-01 16:05:27

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amoroso_xmc

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哦，大家都没碰到过这个问题吗？

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4楼2015-05-02 13:08:41

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liukan12

银虫 (小有名气)

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fluent 只是带算偏微分方程的一个工具从根本上来说主要是依据N-S方程
所以只要基本理论不错那么fluent的结果是不会错的因为fluent只是一个计算器计算器不会出错
只可能是你想的是3X3 输入的是4X4 整个二维轴对称泊肃叶的推导过程中唯一需要注意的就是平均速度这一项因为平均速度的含义是一个积分含义而不是流量除于面积实际上平均速度的实测值并不是一个容易的事情虽然在这个中是一个抛物线关系但是要确定两个值的话需要对大量的取点进行画坐标然后最后递归分析趋势线
这个是比较麻烦的不如你直接在你的计算结果中在充分发展阶段做一个截线然后看看线上的速度分布就行了
你可以很简单的在这个线上利用fluent自带的report做一个速度平均你可以对比max和速度平均看是不是你要的这个关系如果你设定的是速度入口并且采用的是你用的这个平均速度的话那么跟真实就差很远了因为入口这个速度是在入口截面上统一采用这个速度而不是速度平均
对于空气的说法实际上泊肃叶的假设是定常不可压层流基本上是雷诺低于2000的效果比较好而变成空气雷诺数将扩大10的4次方左右的一个量级根本就不再符合泊肃叶的假设而对于理想气体来说对于偏微分方程的处理理想气体的难度要远大于定常不可压流体之间也没有什么关系

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ANSYSFluent流体仿真研究人员。