Моделирование пристенных областей.

Рис.4.1. Изменение параметров потока в пристеночных областях.

Сдвиговое течение: течение с деформацией сдвига в профиле скорости:

Пограничные слои на стенке, слои смешения.

Почему необходимо использовать пристеночные функции?

- Стенка генератор завихренности;

- Точное моделирование пристеночных эффектов принципиально важно для многих инженерных приложений:

-успешное прогнозирование силы сопротивления для внешних течений или потерь давления для внутренних течений; зависимость правильности прогноза от локальных параметров сдвигового течения вблизи стенки;

Потери давления при обтекании плохообтекаемого тела зависят от протяженности зоны отрыва;

Распределение температур определяется тепловыми потоками, которые полностью зависят от пристеночных эффектов;

k - ε и RSM модели справедливы в ядре потока и в логарифмическом слое.

Некоторые из моделируемых членов в этих уравнениях основаны на предположении об изотропности:

- изотропная диффузия;

- изотропная диссипация;

- перераспределение растяжения-сжатия;

- некоторые параметры моделей, основанные на экспериментальных данных;

Пристеночные потоки в действительности анизотропны из-за присутствия стенки.

Поэтому необходимы пристеночные функции, поскольку изотропные уравнения не могут быть интегрированы вблизи стенки.

K- ω, Spalart-Allmaras and V2F не требуют специальных пристеночных функций, поскольку они разработаны для правильного предсказания поведения параметров потока, когда интегрирование производится по направлению к стенке (первый сеточный узел располагается в вязком подслое.

Реализация этих моделей во FLUENT достаточно жесткая для их использования на грубых сетках (первый сеточный узел в лог-закон области).

Применение стандартной k - ε при низких числах Re основано на использовании демпфирующей функции для корректного воспроизведения пристенных эффектов.