粘滞态模型参考

粘滞态模型可用于对无粘性流、层流或湍流进行建模。


模型名称和缩写	无粘性		INV
	层流		LAM
	湍流		TRB
提供方式	[物理连续体] > 模型 > 粘滞态
节点路径示例	连续体 > 物理 1 > 模型 > 层流
要求	材料：气体、液体、多相、多组分气体或多组分液体流体：任何
激活	物理模型	可选模型：Maxwell 滑移 (LAM)
	材料属性	动力粘度（LAM、TRB）请参见材料属性。
	边界输入	请参见边界设置。
	场函数	动力粘度（LAM、TRB） Effective Viscosity(有效粘度)（LAM、TRB）表面摩擦系数（LAM、TRB）壁面剪切应力（LAM、TRB） Wall Shear Stress of <phase>(<相> 的壁面剪切应力)（LAM、TRB）请参见场函数。

材料属性

动力粘度

指定流体的动力粘度。


方法	对应方法节点
常数	常数使用标量分布值指定动力粘度。
场函数	场函数使用标量场函数指定动力粘度。
Chapman-Enskog （如果激活能量模型）使用 Chapman-Enskog 法计算动力粘度。	Chapman-Enskog 此节点不提供任何属性。选择 Chapman-Enskog 法将添加以下材料属性：偶极矩分子共价键极性度量（始终以德拜为单位）。兰纳-琼斯特征长度（以埃为单位） $σ$ Eqn. (844) 中系数的值。对于多组分气体，此值作为气体组分的质量加权平均值计算。如果调整此值，确保它真实地表示文献中给定的特定材料值。兰纳-琼斯能吸引势能（以 K 为单位）。如果调整此值，确保它真实地表示文献中给定的特定材料值。分子量分子量。
多项式 (T) （如果激活能量模型）	多项式 (T) 请参见使用多项式 (T)。
幂次定律（如果激活能量模型）使用幂次定律计算动力粘度。	幂次定律显示以下属性：参考温度 — 参考温度 $μ_{0}$ （在 Eqn. (132) 中）。参考值 — Eqn. (132) 中的参考粘度 $k_{0}$ 。温度指数 — 温度指数 $n$ （在 Eqn. (132) 中）。
Sutherland 定律（如果激活能量模型）使用 Sutherland 定律计算动力粘度。	Sutherland 定律显示以下属性：参考温度 — 参考温度 $T_{0}$ （在 Eqn. (129) 中）。参考值 — Eqn. (129) 中的参考粘度 $μ_{0}$ 。 Sutherland 常数 — Sutherland 常数 $S$ （在 Eqn. (129) 中）。
表 (T) （如果激活能量模型）将动力粘度作为温度函数表格化。	表 (T) 请参见使用表 (T)。
表 (T,p) （如果激活能量模型）将动力粘度作为温度和压力函数表格化	表 (T,p) 请参见使用表 (T,p)。

边界设置

注	所有无需设置任何条件或值的边界类型均不会列出。

壁面、挡板交界面边界、多孔挡板交界面边界

参考坐标系指定

用于指定与边界相关的参考坐标系。

根据边界类型，相对于指定参考坐标系定义以下一个或多个属性：

流向指定
速度
速度幅值
流向指定
总压力
总温
切向速度指定


选项	对应的物理值节点
基准坐标系使用基准参考坐标系。此选项默认用于`速度入口`和`滞止入口`边界。	无。
部件参考坐标系使用区域相对于其关联部件的直接旋转参考坐标系。仅当激活直接旋转参考坐标系节点下的根据部件子组指定时，此选项才可用。有关更多详细信息，请参考定义直接参考坐标系。在[区域] > 物理值 > 直接旋转参考坐标系 > [子组] > 直接旋转参考坐标系值中，可以可视化参考坐标系指定。	无
区域参考坐标系使用父区域的参考坐标系。当在旋转参考坐标系中定义了区域时，边界使用区域的参考坐标系。在[区域] > 物理值 > 轴节点中可以看到区域轴。如果该节点不存在，分配给区域的运动将自动提供区域轴。例如，如果将工具 > 运动节点中定义的旋转运动指派给区域，则区域轴是旋转运动的轴。	无。
局部参考坐标系用于指定边界的局部参考坐标系。只能选择旋转参考坐标系。当边界和区域以不同转速旋转但轴和原点相同时可以使用。当区域和边界具有不同的 RPM、轴和原点值时，也可以设置此选项。	边界参考坐标系指定将选定的参考坐标系应用于包含的边界。

剪切应力指定

定义壁面如何作用于穿过其中的流体。


方法	对应的物理值节点
无滑移与壁面相切的相对流体速度将设为零。选择无滑移时，Simcenter STAR-CCM+ 将添加`切向速度指定`。	无。
滑移壁面的流体速度将根据其旁边网格单元的平行速度分量推算得出。使用粘性流模型模拟非牛顿流体流时，壁面上的滑移速度和剪切力之间的关系由幂律表达式给出。	仅适用于粘性流模型：滑移系数 Eqn. (1062) 中的滑动系数 $k_{s}$ 。滑动指数 Eqn. (1062) 中的滑移指数 $n_{s}$ 。
指定的剪切用于使用已知壁面剪切力对壁面的部分滑移进行建模。当流体与壁面之间存在一定程度的滑移时（例如，聚合物/橡胶流体模拟或疏水性/亲水性流体流模拟），建议使用此选项。	壁面剪切力设置壁面剪切力，其中，为粘性应力张量，为表面法向矢量，作为选定坐标系中的矢量分布值。 ${(T \cdot a)}_{f}$ $T$ $a$ 壁面剪切力以源项的形式代入近壁网格单元中的动量方程。壁面剪切速度导数对于作为速度函数的壁面剪切力，将壁面剪切力相对于 x-, y-, [z-] 速度分量的导数设为张量分布值。此导数可在动量方程的线性化中使用。强烈建议指定导数，以便提高求解的稳定性和收敛速率。

切向速度指定

仅当使用指定速度的切向分量时，才可在壁面中使用“切向速度指定”。 $v_{spec}^{lab}$ $v_{τ}$ $f$ 如果在分量垂直于壁面的情况下指定速度，则系统将忽略的法向分量，这是因为面中的速度计算如下： $v_{spec}^{lab}$ $v_{f}$

图 1. EQUATION_DISPLAY

v_{f} = v_{spec}^{lab} - (v_{spec}^{lab} \cdot a - G_{f}) \frac{a}{a^{2}}

()

其中，是面网格面积矢量，是基准坐标系中的速度。 $a$ $v_{spec}^{lab}$ 面中的法向分量部分只能通过 Eqn. (4868) 给出的网格通量计算得出。 $f$ $G_{f}$ 即：壁面本身在壁面法向上以非零分量的速度移动。

注意：

图 2. EQUATION_DISPLAY

v_{spec}^{lab} = v_{spec}^{mesh} + v_{mesh}^{ref} + v_{ref}^{lab}

()

其中：

$v_{spec}^{lab}$ 为基准坐标系中测量得出的指定速度。
$v_{spec}^{mesh}$ 为相对网格测量得出的指定速度。
$v_{mesh}^{ref}$ 为网格相对参考坐标系的速度。此物理量位于区域 > 物理值 > 定义运动中。
$v_{ref}^{lab}$ 为参考坐标系相对基准坐标系的速度。

基准坐标系中的净切向速度是以下两个矢量之和：相对“参考坐标系指定”条件下选定参考坐标系的切向速度与选定坐标系相对基准坐标系的速度。

除非在轴节点中另有指定，否则，旋转轴将由物理值节点下的定义运动节点中的信息进行定义。


方法	对应的物理值节点
固定相对适用的参考坐标系，切向速度为零。	无。
矢量切向速度由相对适用参考坐标系的旋转速率指定。	速度相对速度在选定的坐标系中设置速度矢量。相关时，该矢量将在应用于边界的参考坐标系内定义。
旋转速率切向速度被指定为相对适用参考坐标系的矢量。	壁面旋转壁面相对旋转设置壁面绕应用于包含边界的参考坐标系轴的旋转速率。
局部旋转速率切向速度由绕边界“轴”节点中指定的轴的旋转速率且相对适用的参考坐标系定义。	局部轴指定一个矢量，其原点和方向将定义旋转轴。局部轴在满足以下先决条件时可以按表面子分组定义：边界的允许每个表面值已激活。局部轴节点的根据部件子组指定已激活。有关按子组应用物理量的更多工作流程，请参考定义子组。壁面旋转壁面相对旋转与旋转速率相同。

场函数

动力粘度

流体的动力粘度。

Effective Viscosity(有效粘度)

层流和湍流粘度的总和

μ + μ_{t}

。

表面摩擦系数

表面摩擦系数定义为：

C_{f} = | τ_{w} | / (\frac{1}{2} ρ_{ref} v_{ref}^{2})

其中：

$| τ_{w} |$ 为壁面剪切应力。
$ρ_{ref}$ $v_{ref}$ 分别是在场函数中指定的参考密度和参考速度。

此场函数不可用于欧拉多相流模型。

壁面剪切应力

壁面剪切应力矢量。

为多相连续体中的每个相创建一个此场函数。此场函数是每个相的加权体积分数。

Wall Shear Stress of <phase>(<相> 的壁面剪切应力)

指定相的壁面剪切应力矢量。为多相连续体中的每个相创建一个此场函数。

此场函数是每个相的加权体积分数。

方法	对应方法节点
常数	常数使用标量分布值指定动力粘度。
场函数	场函数使用标量场函数指定动力粘度。
Chapman-Enskog （如果激活能量模型）使用 Chapman-Enskog 法计算动力粘度。	Chapman-Enskog 此节点不提供任何属性。选择 Chapman-Enskog 法将添加以下材料属性：偶极矩分子共价键极性度量（始终以德拜为单位）。兰纳-琼斯特征长度（以埃为单位） $σ$ Eqn. (844) 中系数的值。对于多组分气体，此值作为气体组分的质量加权平均值计算。如果调整此值，确保它真实地表示文献中给定的特定材料值。兰纳-琼斯能吸引势能（以 K 为单位）。如果调整此值，确保它真实地表示文献中给定的特定材料值。分子量分子量。
多项式 (T) （如果激活能量模型）	多项式 (T) 请参见使用多项式 (T)。
幂次定律（如果激活能量模型）使用幂次定律计算动力粘度。	幂次定律显示以下属性：参考温度 — 参考温度 $μ_{0}$ （在 Eqn. (132) 中）。参考值 — Eqn. (132) 中的参考粘度 $k_{0}$ 。温度指数 — 温度指数 $n$ （在 Eqn. (132) 中）。
Sutherland 定律（如果激活能量模型）使用 Sutherland 定律计算动力粘度。	Sutherland 定律显示以下属性：参考温度 — 参考温度 $T_{0}$ （在 Eqn. (129) 中）。参考值 — Eqn. (129) 中的参考粘度 $μ_{0}$ 。 Sutherland 常数 — Sutherland 常数 $S$ （在 Eqn. (129) 中）。
表 (T) （如果激活能量模型）将动力粘度作为温度函数表格化。	表 (T) 请参见使用表 (T)。
表 (T,p) （如果激活能量模型）将动力粘度作为温度和压力函数表格化	表 (T,p) 请参见使用表 (T,p)。

方法	对应的物理值节点
无滑移与壁面相切的相对流体速度将设为零。选择无滑移时，Simcenter STAR-CCM+ 将添加`切向速度指定`。	无。
滑移壁面的流体速度将根据其旁边网格单元的平行速度分量推算得出。使用粘性流模型模拟非牛顿流体流时，壁面上的滑移速度和剪切力之间的关系由幂律表达式给出。	仅适用于粘性流模型：滑移系数 Eqn. (1062) 中的滑动系数 $k_{s}$ 。滑动指数 Eqn. (1062) 中的滑移指数 $n_{s}$ 。
指定的剪切用于使用已知壁面剪切力对壁面的部分滑移进行建模。当流体与壁面之间存在一定程度的滑移时（例如，聚合物/橡胶流体模拟或疏水性/亲水性流体流模拟），建议使用此选项。	壁面剪切力设置壁面剪切力，其中，为粘性应力张量，为表面法向矢量，作为选定坐标系中的矢量分布值。 ${(T \cdot a)}_{f}$ $T$ $a$ 壁面剪切力以源项的形式代入近壁网格单元中的动量方程。壁面剪切速度导数对于作为速度函数的壁面剪切力，将壁面剪切力相对于 x-, y-, [z-] 速度分量的导数设为张量分布值。此导数可在动量方程的线性化中使用。强烈建议指定导数，以便提高求解的稳定性和收敛速率。

方法	对应的物理值节点
固定相对适用的参考坐标系，切向速度为零。	无。
矢量切向速度由相对适用参考坐标系的旋转速率指定。	速度相对速度在选定的坐标系中设置速度矢量。相关时，该矢量将在应用于边界的参考坐标系内定义。
旋转速率切向速度被指定为相对适用参考坐标系的矢量。	壁面旋转壁面相对旋转设置壁面绕应用于包含边界的参考坐标系轴的旋转速率。
局部旋转速率切向速度由绕边界“轴”节点中指定的轴的旋转速率且相对适用的参考坐标系定义。	局部轴指定一个矢量，其原点和方向将定义旋转轴。局部轴在满足以下先决条件时可以按表面子分组定义：边界的允许每个表面值已激活。局部轴节点的根据部件子组指定已激活。有关按子组应用物理量的更多工作流程，请参考定义子组。壁面旋转壁面相对旋转与旋转速率相同。