用户自定义标量方程_(UDS_Transport_Equations)

《用户自定义标量方程_(UDS_Transport_Equations)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、用户指导部分9基本流体流动模型9.1用户自定义标量方程(UDSTransportEquations)9.1.1介绍ANSYSFLUENT能够解决任意的传输方程(transportequation)，同样的，用户自定义标量(UDS)能够解决一个标量(scalar)的传输方程，如某种物质的质量分数(speciesmassfraction)。通常，在诸如等离子增强表面反应模型等特定燃烧情形中，可能会用到额外的标量传输方程。ANSYSFLUENT允许你在User-DefinedScalar的对话框里定义附加的标量传输方程。9.1.2UDS理论9.1.2.1单相流对任意的标量?，AN

2、SYSFLUENT能够解决下述方程：?????????+(?????−??)=????=1,…,?(Equ.9.1-1)????????上式中，Γ?和???分别代表用户所定义的N个标量方程中某一个标量方程的扩散系数和源项。注意到Γ?应该被定义为一个各向异性的张量系数，所以扩散项的表达式应为∇∙(Γ?∙??)。如果扩散是各向同性的，则扩散系数Γ?能够写成Γ??的形式，其中，?是Γ??的特征矩阵。对于稳态问题(steady-state)，依据对对流项(convectiveflux)的不同处理方式，ANSYSFLUENT会解决下述三个标量方程中的一种。情形1，不考虑对流项。ANS

3、YSFLUENT将会解决下述方程：????−(??)=????=1,…,?(Equ.9.1-2)??????情形2，依据质量流率来计算对流项。ANSYSFLUENT将会解决下述方程：????(?????−??)=????=1,…,?(Equ.9.1-3)??????情形3，使用用户自定义函数(user-definedfunction)功能自定义对流项的计算方式。在这种情形下，用户自定义的质量通量可表述为如下形式：?=∫??⃗∙??(Equ.9.1-4)?上式中，??是过流断面的面积矢量。9.1.2.2多相流对于多相流动，ANSYSFLUENT能够解决如下两类标量的传输方程，

4、即独立相(????ℎ???)和混合物(???????)，对于多相流中某一相(?ℎ???-?)内的任意标量组分?，标记为??，ANSYSFLUENT可以在?ℎ???-?相中来计算如下方程：???????????????+?∙(?????⃗⃗⃗???−????∙?∙??)=???=1,…,?(Equ.9.1-5)上式中，?，?和?⃗⃗⃗分别为?ℎ???-?的体积分数，物理密度和流速。Γ?和????????是需要用户去确定的扩散系数和源项。在这种情况下，标量??仅与?ℎ???-?这一相有关，而?ℎ???-?相可以被认为是一个独立的区域。?ℎ???-?相的质量通量可以被定义为：??

5、=∫??????⃗⃗⃗?∙??(Equ.9.1-6)如果由标量??所定义的输送变量存在于两个不同的相之间，或者同事存在?于诸多相中，那么，这个标量就应该考虑到与混合相之间的关系了。9.1.3在ANSYSFLUENT中建立UDS方程ANSYSFLUENT允许用户在你的模型中定义最多50个UDS输运方程。一般标量的输送方程包括4个可用户定义的项，即瞬态项(transient)、对流项(flux)、扩散项(diffusivity)和源项(source)，如Figure9.1-1所示TheoryGuide中的方程1.3-1。通过设定这四项中的相应参数，你就可以定义一个UDS输运方程

6、。Figure9.1-1一般的UDS输运方程用户可以在一个流体或固体单元内通过修正Figure9.1-1中的?值来设定?变量的边界条件。此外，用户也可以在所有的壁面(wall)、进口(inflow)、出口(outflow)对每一个标量进行边界条件的设定。在建立UDS输运方程的过程中需要明确的是：用户所要建立的标量方程必须同其相状态保持一致，也就是说，对于单相的UDS输运方程，用户只能在单项区域上进行运算。相反，多相的标量输运方程只能在多相区域上进行运算。如果用户使用UDF功能对标量方程中的瞬态项、对流项和源项进行了定义，也要特别注意他们所能进行运算的区域。9.1.3.1单相

7、流1．在User-DefinedScalars对话框里确定用户所需要UDS方程的数量，如下图Figure9.1-2。依据模型实际情况，用户所能定义用户自定义标量的最大数目是50个，ANSYSFLUENT从0开始为标量方程进行编号。ANSYSFLUENT对每一个标量方程的默认名称是UserScalar0、UserScalar1等，这些名称将会出现在ANSYSFLUENT的相关对话框中，用户可以通过UDF自定义的方式来改变这些默认名称。Figure9.1-2用户自定义标量对话框2．用户可以勾选InletDiffusio