定义湍流参数

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1、FLUENT6.1全攻略定压强跳跃、流动方向、环境总压和总温。（9）出口通风条件：在出口处给定损失系数、流动方向、环境总压和总温。（10）排气风扇条件：在假设出口处存在排气风扇的情况下，给定出口处的压强跳跃和静压。8.2.2定义湍流参数在流场的入口、出口和远场边界上，用户需要定义流场的湍流参数。在FLUENT中可以使用的湍流模型有很多种。在使用各种湍流模型时，哪些变量需要设定，哪些不需要设定以及如何给定这些变量的具体数值，都是经常困扰用户的问题。本小节只讨论在边界上设置均匀湍流参数的方法，湍流参数在边界上不是均匀分布的情况可以用型函数和UDF（用户自定义函数）来定义，具体方法请参见相关章

2、节的叙述。在大多数情况下，湍流是在入口后面一段距离经过转捩形成的，因此在边界上设置均匀湍流条件是一种可以接受的选择。特别是在不知道湍流参量的分布规律时，在边界上采用均匀湍流条件可以简化模型的设置。在设置边界条件时，首先应该定性地对流动进行分析，以便边界条件的设置不违背物理规律。违背物理规律的参数设置往往导致错误的计算结果，甚至使计算发散而无法进行下去。在TurbulenceSpecificationMethod（湍流定义方法）下拉列表中，可以简单地用一个常数来定义湍流参数，即通过给定湍流强度、湍流粘度比、水力直径或湍流特征长在边界上的值来定义流场边界上的湍流。下面具体讨论这些湍流参数的含

3、义，以保证在设置模型时不出现违背流动规律的错误设置：（1）湍流强度（TurbulenceIntensity）湍流强度I的定义如下：222u'+v'+w'I=（8－1）uavg上式中u'、v'和w'是速度脉动量，u是平均速度。avg湍流强度小于1％时，可以认为湍流强度是比较低的，而在湍流强度大于10％时，则可以认为湍流强度是比较高的。在来流为层流时，湍流强度可以用绕流物体的几何特征粗略地估算出来。比如在模拟风洞试验的计算中，自由流的湍流强度可以用风洞的特征长度估计出来。在现代的低湍流度风洞中，自由流的湍流强度通常低于0.05%。内流问题进口处的湍流强度取决于上游流动状态。如果上游是没有充分

4、发展的未受扰流动，则进口处可以使用低湍流强度。如果上游是充分发展的湍流，则进口处湍流强度可以达到几个百分点。如果管道中的流动是充分发展的湍流，则湍流强度可以用公式（8－2）计算得到，这个公式是从管流经验公式得到的：6FLUENT6.1全攻略u'−1I≡=0.16()Re8（8－2）DHuavg式中下标D是HydraulicDiameter（水力直径）的意思，即（8－2）式中的雷诺数是H以水力直径为特征长度求出的。（2）湍流的长度尺度与水力直径湍流能量主要集中在大涡结构中，而湍流长度尺度l则是与大涡结构相关的物理量。在充分发展的管流中，因为漩涡尺度不可能大于管道直径，所以l是受到管道尺寸制

5、约的几何量。湍流长度尺度l与管道物理尺寸L关系可以表示为：l=0.07L（8－3）式中的比例因子0.07是充分发展管流中混合长的最大值，而L则是管道直径。在管道截面不是圆形时，L可以取为管道的水力直径。湍流的特征长取决于对湍流发展具有决定性影响的几何尺度。在上面的讨论中，管道直径是决定湍流发展过程的唯一长度量。如果在流动中还存在其他对流动影响更大的物体，比如在管道中存在一个障碍物，而障碍物对湍流的发生和发展过程起着重要的干扰作用。在这种情况下，湍流特征长就应该取为障碍物的特征长度。从上面的分析可知，虽然（8－3）式对于大多数管道流动是适用的，但并不是普遍适用的，在某些情况下可以进行调整。

6、在FLUENT中选择特征长L或湍流长度尺度l的方法如下：1）对于充分发展的内流，可以用IntensityandHydraulicDiameter（湍流强度与水力直径）方法定义湍流，其中湍流特征长度就是HydraulicDiameter（水力直径）D。H2）对于导向叶片或分流板下游的流场，可以用IntensityandHydraulicDiameter（湍流强度与水力直径）定义湍流，并在HydrauliDiameter（水力直径）中将导向叶片或分流板的开口部分的长度L定义为特征长度。3）如果进口处的流动为受到壁面限制且带有湍流边界层的流动，可以在IntensityandLengthScal

7、e面板中用边界层厚度δ通过公式l=0.4δ计算得到湍流长度尺度l。最后在9999TurbulenceLengthScale（湍流长度尺度）中输入l的值。（2）湍流粘度比湍流粘度比μ/μ与湍流雷诺数Re成正比。湍流雷诺数的定义为：tt2kRe=（8－4）tευRe在高雷诺数边界层、剪切层和充分发展的管道流动中的数值较大，其量级大约在t7FLUENT6.1全攻略100到1000之间。而在大多数外部流动的自由流边界上，μ/μ的值很小。在典