FLUENT教程：壁面法则与子系统解析

"FLUENT教程-壁面法则是流体动力学模拟软件FLUENT中处理壁面附近流动和热传递的重要概念。壁面法则涉及到流体速度、温度的近壁处理，对于理解和准确模拟湍流边界层至关重要。在FLUENT中，壁面法则的设定直接影响模拟结果的精度。" 在FLUENT中，壁面法则通常涉及两个关键方面：动量和能量。动量壁面法则与速度边界层有关，特别是当Reynolds数(Re)大于30到60时，FLUENT会应用对数法则。对于Reynolds数大于11.225的情况，软件将采用薄壁面应力-张力模型。这个模型假设壁面附近的平均流速是基于壁面单元计算的，而不是基于自由流。在平衡的湍流边界层内，这些定性参数被认为是近似的相等。 能量壁面法则涉及壁面温度的处理。FLUENT采用了两种不同的法则：对热传导层采用线性法则，而对湍流占主导的区域则采用对数法则。热传导层的厚度与速度边界层不同，并且会因流体的普朗特数(Pr)而变化。高普朗特数流体的温度边界层较薄，而低普朗特数流体的则较厚。 对于高可压缩性流体，由于粘性力消耗散热的影响，壁面附近的温度分布与亚音速流体有显著差异。FLUENT的温度壁面方程考虑了这种效应，确保更准确地模拟温度分布。 在FLUENT教程中，读者可以系统地学习软件的各个方面，从基本操作如开始、用户界面、文件管理、单位系统到核心的物理模型，如湍流模型、辐射模型和化学反应流。教程还包括了解算器的使用、网格适应、后处理和数据可视化，以及如何利用并行处理加速计算。此外，自定义函数和流场函数的定义允许用户根据特定需求进行高级定制。 通过这一系列章节的学习，用户不仅能掌握FLUENT的基本操作，还能深入理解如何设置和优化模拟参数，以精确地模拟各种复杂流动和传热问题。每个章节都包含相关算例，有助于实践和巩固理论知识，从而提高用户在实际工程问题中的应用能力。