FLUENT湍流流动模拟网格策略与壁面函数指导

"本文主要探讨了湍流流动模拟中的网格设置问题，特别是在使用FLUENT软件进行计算时的注意事项。湍流流动计算的关键在于生成合适的网格，以准确捕捉到湍流度的影响，尤其是在存在强烈剪切层和快速变化的平均流动区域。文中提到，对于近壁面网格，需要考虑对数壁面规则的有效范围，通常要求+y值在30到60之间，以确保对数层的正确模拟。避免在壁面附近过度细化网格，因为这可能导致壁面函数在粘性亚表层失效。此外，FLUENT在+y超过225.11时会采用线性规则，但过大+y值会导致尾流部分过于庞大。网格适应技术在处理大梯度区域时特别有用，可以减少生成高质量网格所需的时间，并降低计算成本。FLUENT软件提供了一整套功能，包括非结构网格、自适应网格细化、多种物理模型等，适用于复杂流动和热传导问题的模拟。用户界面采用Scheme语言和LISP方言编写，支持高级用户自定义和优化。" 本文涉及的知识点包括： 1. 湍流流动模拟：湍流流动的数值计算需要考虑湍流度的影响，特别是在存在剧烈流变和剪切层的区域。 2. 网格生成：网格质量直接影响计算结果的准确性，特别是对于近壁面区域，需要根据对数壁面规则确定网格距离，通常使用+y或*y作为度量。 3. 对数壁面规则：有效范围通常在+y的30到60之间，过大的+y值可能导致不理想的尾流模拟。 4. FLUENT软件特性：FLUENT支持非结构网格，提供自适应网格细化功能，以适应不同精度需求，同时具备高度的计算效率和灵活性。 5. 解决方案指导：在进行湍流流动模拟时，需避免壁面附近过度细化网格，保持对数层的合理范围，并根据具体问题选择合适的物理模型和边界条件。 6. 用户界面：FLUENT的用户界面基于Scheme和LISP，允许用户定制和优化，方便解的计算和显示。 7. 并行处理：FLUENT支持并行计算，可在桌面工作站和服务器上运行，提高计算性能。 8. 物理模型：FLUENT涵盖了广泛的应用领域，包括湍流模型、传热模型、多相流模型等，可处理复杂的流动和热传导问题。