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壁面函数问题？
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关于壁面函数，其中有一句话是这样的： 划分网格时，不需要在壁面去进行网格加密，只需要将第一个内节点布置在对数律成立的区域内，即放在湍流充分发展区域。 这句话不理解，是使用壁面函数，不需要划分边界层网格吗？ 只需将第一个内节点布置在对数律成立的区域内，是什么意思？在fluent圆柱绕流流体仿真分析时，是要具体操作的吗？怎么设置内节点在对数律成立的区域内呢？ 下面是圆柱表面的y+图。看不懂是怎么回事？  hfsd.PNG |
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因为湍流边界层结构复杂（粘性底层，过渡层，对数律层。。。）粘性底层很薄，如果划分想完全用加密网格去解析的话，有时计算量无法承受。于是有人总结了湍流边界层结构中粘性底层、过渡层、对数律层的剪切力传输规律采用壁面函数处理，即是用壁面第一层网格包含上述三层的信息，从而得到相对比较准确的剪切力的计算结果。如果第一层网格过小的话，就会把这三层压缩在更小的区域内，从而计算出更大的剪切率。 于是，采用壁面函数就要求壁面第一层网格在对数律层，才能得到比较准确的结果。一般而言，对数律层在y+=20~100的位置（根据具体问题，会有更窄的范围要求）那么你应该做得就是，先划分一个稍微粗一点的网格网格，试算并读取壁面的y+，然后令y+=30（举例），反推算出适合的壁面第一层网格尺寸。 上述所说的y+是一个无量纲量，常用来描述湍流边界层壁面网格的相对大小。 由于壁面函数处理的第一层网格并没有包含完整的边界层，所以仍然需要划分边界层网格。 如果你用的是fluent的话，现在的k-e模型中提供了更加自适应的壁面函数处理方法，如果计算出的y+比较小，会自动调节壁面函数所解析的边界层信息。还有增强壁面处理，即用壁面第一层去解析粘性底层，如果问题所限，无法更细地划分网格采用SST，然而壁面函数处理的粗网格又无法获得足够信息的话，可以采用上述方案。 另外请注意，壁面函数处理为k-e模型所特有，由于k-e模型自身特点，全区域为湍流，无法计算出层流湍流的转戾，必须在肯定全区域湍流的前提下才可以使用。 |
12楼2015-10-29 12:12:47
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1592203609: 金币+20, 仿真EPI+1, 应助指数+1, 非常优秀的帖子！ 2015-10-31 13:17:32
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http://www.cfd-online.com/Wiki/D ... stance_%28y_plus%29 这个是y+的定义，其中u*是根据壁面剪切力计算的u*=sqrt(剪切力/密度)。 我想问下你y+和剪切力是怎么得到的？有了y+直接就可以算第一层网格密度了。我的意思是可以先假设u*恒定，比如你现在试算得到的y+=120, 你想要y+=30，那么就要把第一层网格缩小到原来1/4。 你提到的这类软件可以用的，它的原理应该是根据平板外流Blasius边界层解或者类似的公式算出的剪切力。看你几何形状是否复杂，如果不复杂的话应该算得比较准，复杂的话还是建议用我上述的方法试算。 暂时没有遇到过用到低雷诺数处理的问题，根据文档描述似乎也是一种壁面函数处理，积分求解粘性底层。壁面函数处理（WF）以及SST（Shear stress transport剪切力传递模型）是处理边界层的两种不同方式，WF假设了第一层包含粘性底层，过渡层，对数律层，所以要满足相应的第一层网格尺度在一定范围内。而SST直接用很细的网格去解析边界层的细节，由于粘性底层一般位于y+=1以内，所以SST要求y+<1，一般都要做到y+<0.2。它的好处在于，并没有对湍流边界层做任何假设，所以k-w SST模型可以计算出层流到湍流的转戾，但是是否准确要取决于模型参数的设定。 边界层网格就是根据壁面附近边界层内速度梯度变化，近壁细一点，逐渐变粗，近似每个网格的梯度相等，用来求解边界层。 你说手动划分是什么意思？画结构化网格吗？ 结构化网格的边界层网格就是在壁面部分调节网格生长率，全区域都是六面体网格。非结构化四面体网格在近壁部分用楔形（三棱柱），仍然是按给定生长率逐渐由细变粗。 |
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王影杰15楼2015-10-29 21:19:26
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dmbb2楼
2015-10-27 14:57
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2015-10-27 15:00
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紫语19904楼
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