壁面处理

默认情况下，Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 计算壁面热通量 ${\dot{\text{q}}}_w″$ ，由 Eqn. (1629) 得出。Angelberger 和 GruMO-UNiMORE 壁面处理将修正壁面热通量计算，如下所示：

Angelberger 壁面处理

Angelberger [146] 提出的壁面处理考虑了高雷诺数湍流模型的近壁面区域中的热物理属性变化。

在 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 中，Angelberger 壁面热通量根据发动机类型计算如下：

发动机类型	${\dot{\text{q}}}_w″$
汽油	$$\rho C_p{u}_{*}\frac{{\hat{T}}_C\ln \left(\frac{{\hat{T}}_C}{T_w}\right)}{{{\hat{T}}_C}^{+}}$$ (643)
柴油	$$\rho C_p{u}_{*}\frac{({\hat{T}}_C+T_w)\ln \left(\frac{{\hat{T}}_C}{T_w}\right)}{2{{\hat{T}}_C}^{+}}$$ (644)

且：

$${{\hat{T}}_C}^{+}=f(y^{+},\mathrm{Pr})$$

(645)

其中：

• $\rho$ 为密度。
• $C_p$ 为比热容。
• $u_{*}$ 为速度比例。
• ${\hat{T}}_C$ 为近壁网格单元形心处的 RANS 平均温度或 LES 过滤温度。
• $T_w$ 为壁面处的温度。
• $y^{+}$ 为 Eqn. (1584) 计算出的无量纲壁面距离。
• $\mathrm{Pr}$ 为普朗特数，由 Eqn. (1141) 给出。
• $f$ 为用于逼近 ${{\hat{T}}_C}^{+}$ 的温度壁面函数。

GruMo-UniMORE 壁面处理

如果使用近壁平均热力学属性而非壁面属性将壁面函数中出现的变量设为无量纲，则壁面的等温规律可以应用于非等温问题。此公式可在涡轮增压 /高径流发动机的研究 [147]、[148] 中改进壁面热通量和局部温度场预测。

GruMO-UniMORE 壁面处理将修正壁面热通量，以考虑普朗特数的变化，因为它遵循瞬时局部条件，如下所示：

$${\dot{\text{q}}}_w″=\rho C_p{u}_{*}\frac{{\hat{T}}_C-T_w}{{{\hat{T}}_C}^{+}}$$

(646)

其中：

$${{\hat{T}}_C}^{+}=2.075\ln \left(y^{+}\right)+13.2\mathrm{Pr}-5.34$$

(647)