近壁面网格尺寸对湍流计算的影响

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第26卷第5期北京理工大学学报Vo1．26NO．52006年5月TransactionsofBeijingInstituteofTechnologyMay2006文章编号：1001—0645(2006)05—0388—05近壁面网格尺寸对湍流计算的影响覃文洁，胡春光，郭良平，左正兴(北京理工大学机械与车辆工程学院，北京100081)摘要：采用不同的网格划分策略，利用FLUENT软件对长直圆管管内湍流进行数值计算．计算结果与半经验理论曲线的比较和分析表明，降低网格渐变率、提高径向网格数目以及调整壁面层网格的y值均能够有

2、效改善计算结果的精确性，而y在其中起主要作用．针对同一网格划分策略，改变边界条件对计算结果精确性的影响相对较大，而改变模型引起的影响则相对较小，因此，不同边界条件应采取相应的网格划分策略尤其是选择合适的近壁面网格尺寸．关键词：管内湍流；近壁面网格；数值计算中图分类号：O357．4文献标识码：AEffectofNear-WallGridSizeonTurbulentFlowSolutionsQINWen—jie，HUChun—guang，GUOLiang—ping，ZUOZheng—xing(SchoolofMechanicalandVehicularEnginee

3、ring，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China)Abstract：Adoptingvariousmeshingstrategies，numericalcalculationofinternalturbulentflowinlongstraightcircularpipesisproceededbytheFLUENTsoftware．Comparisonbetweencalculatedresultsandcurvesofsemi—empiricalexpressionsshowsthatthenumeri

4、calsolutioniSeffectedbymeshsize．rfltioandtheyvalueofthenear—wallgridthatplaysflcrucialroleintheeffect．Atthesamemodelandidenticalmeshingstrategy，differentboundaryconditionleadstodifferentaccuracyoftheresult．Oth—er,kise，differentmodelwillnotcausesignificantdifferenceinaccuracyatthesameb

5、oundaryconditionandmeshingstrategy．Thus，suitablemeshingstrategyespeciallythenear—wallgridsizeshouldbese—lectedtoadapttodifferentboundarycondition．Keywords：turbulentflow；near—wallgrid；numericalcalculation自然界中的流动现象和工程实践中所处理的各值．其中，对均质不可压缩流体通过无限长直圆管种流体运动问题多是湍流流动。湍流一直被认为是定常湍流流动的研究具有重要意义，广泛

6、用于各种一种无序的、不规则的运动状态，对湍流特点的描述工程问题，并且对圆管湍流的研究有助于更深入了最首要的是其随机性¨-2J．解较复杂的湍流运动．在实际应用中湍流对物体的阻力和通过壁面的作者运用CFD软件FLUENT，对近似无限长传热等，都是在某一段时间、某一块面积上的平均效直圆管的管内湍流流动进行了分析，研究了近壁面果，因此，工程计算中主要研究湍流物理量的平均网格尺寸对流体物理量分布的影响规律．收稿日期：2005—10—27基金项目：国家部委预研项目(20202010102)作者简介：覃文洁(1968一)。女，副教授。Email：qinwj@bit．edu．cn

7、维普资讯http://www.cqvip.com第5期覃文洁等：近壁面网格尺寸对湍流计算的影响3891湍流流速分布曲线2控制方程和算法基于Prandtl的混合长理论以及前人所做的大湍流数值模拟方法中，雷诺平均法是目前使用量试验，可以认为壁面附近的湍流可以分为3个区最广泛的湍流数值模拟方法，其核心是不直接求解域[3一．瞬时的N—S方程，而求解时均化的雷诺方程．①粘性底层翥()+蠢(“)粘性底层是一个紧贴固体壁面的极薄层，流动几乎是层流流动．一+毒(羞lD)+S．(3)引入量纲一参数而由于雷诺方程中增加了6个未知的雷诺应力U；u／U，=(UY)／u，项(一lD“)而形

8、成了湍流基