壁面处理模型参考

模型概述

湍流模型查找

			高 y+	低 y+	全 y+	两层全 y+
分离涡模拟	EB K-Epsilon 分离涡
	SST (Menter) K-Omega 分离涡
	Spalart-Allmaras 分离涡
大涡模拟	动态 Smagorinsky 亚网格尺度
	Smagorinsky 亚网格尺度
	WALE 亚网格尺度
雷诺平均纳维-斯托克斯	K-Epsilon 湍流	EB K-Epsilon
		滞后 EB K-Epsilon
		可实现 K-Epsilon
		可实现的 K-Epsilon 两层模型
		标准 K-Epsilon
		标准 K-Epsilon 低雷诺数
		标准 K-Epsilon 两层模型
	K-Omega 湍流	SST (Menter) K-Omega
		标准 (Wilcox) K-Omega
	雷诺应力湍流	椭圆混合
		线性压力应变
		线性压力应变两层
		二次压力应变
	Spalart-Allmaras 湍流	标准 Spalart-Allmaras

属性查找

									高 y+	低 y+	全 y+	两层全 y+
迭代 U* 打开时，此属性支持利用壁面定律对参考速度 进行迭代计算。 $u^{*}$ 此属性关闭时，根据特定湍流模型计算参考速度 。 $u^{*}$

边界设置

域边界

以下边界条件和值对所有边界类型都相同：

• 壁面
• 挡板边界
• 多孔挡板边界
• 接触交界面边界
• 映射接触边界

混合壁面函数（全 y+、两层全 y+）

当选择全 $y^{+}$ 或两层全 $y^{+}$ 壁面处理时，添加到无滑移壁面的值节点。需要指定两个标量值：

• E：对数律偏移。
• 卡帕：冯·卡门常数。

标准壁面函数（高 y+）

当选择高 $y^{+}$ 壁面处理时，添加到无滑移壁面的值节点。需要指定的值相当于混合壁面函数。

壁面指定

控制边界是平滑还是粗糙。

方法	对应值节点
平滑 常规壁面处理，无需修改壁面粗糙度。	无。
粗糙 使用数据相关性修改壁面处理以包含粗糙度。 计算粗糙度函数 $f$ ，该函数使用 Eqn. (1604) 修改对数定律偏置 $E$ 。 $f$ 由指定等效砂粒粗糙度高度 $r$ 和壁面粗糙度参数通过 Eqn. (1639) 和 Eqn. (1640) 计算而来。 注 此方法按壁面相邻网格单元的壁面距离限制粗糙度高度。Simcenter STAR-CCM+ 返回输出窗口中粗糙度高度受限的面的数量。	粗糙度高度 用于指定 $r$ 的标量分布值。 可从文献或根据经验获取适用于模型的粗糙度高度。要通过实验确定 $r$ ： 在实验中测量具体情况下的雷诺数摩擦因子。 将测量值绘制在穆迪图上。 从穆迪图曲线推算出等效砂粒粗糙度高度。 粗糙度模型参数 用于指定以下内容的标量值： B：粗糙度函数中的系数 $B$ 。 C：粗糙度函数中的系数 $C$ 。 RplusSmooth：对应于完全平滑表面的粗糙度函数中的粗糙度参数 $R_{smooth}^{+}$ 。 RplusRough：对应于完全粗糙表面的粗糙度函数中的粗糙度参数 $R_{rough}^{+}$ 。
粗糙位移原点 使用原点位移修改壁面处理以包含粗糙度。 对以下物理量应用修改的壁面函数：速度 $u^{+}$ 、温度 $T^{+}$ 、湍流耗散率 ${\epsilon }^{+}$ 和比耗散率 ${\omega }^{+}$ ，方法是分别使用 Eqn. (1642)、 Eqn. (1645)、 Eqn. (1648)、 Eqn. (1650)、 Eqn. (1652) 和 Eqn. (1653)。 此方法不会按壁面相邻网格单元的壁面距离限制粗糙度高度，因此对网格分辨率不太敏感。在两种方法均可用的情况下，建议在粗糙方法的基础上使用此方法。	粗糙度高度 对于粗糙。 粗糙度模型参数 用于指定以下内容的标量值： RplusSmooth：对于粗糙。 RplusRough：对于粗糙。

粗糙 (R) 和粗糙位移原点 (RDO) 方法可用，具体取决于选定的湍流和壁面处理模型，如下所述：

			高 y+	低 y+	全 y+	两层全 y+
大涡模拟	动态 Smagorinsky 亚网格尺度		-	-	RDO	-
	Smagorinsky 亚网格尺度		-	-	RDO	-
	WALE 亚网格尺度		-	-	RDO	-
雷诺平均纳维－斯托克斯	K-Epsilon 湍流	EB K-Epsilon	R, RDO	-	R, RDO	-
		滞后 EB K-Epsilon	-	-	R, RDO	-
		可实现 K-Epsilon	R, RDO	-	-	-
		可实现的 K-Epsilon 两层模型	-	-	-	R
		标准 K-Epsilon	R, RDO	-	-	-
		标准 K-Epsilon 低雷诺数	-	-	R, RDO	-
		标准 K-Epsilon 两层模型	-	-	-	R
	K-Omega 湍流	SST (Menter) K-Omega	R, RDO	RDO	R, RDO	-
		标准 (Wilcox) K-Omega	R, RDO	RDO	R, RDO	-
	雷诺应力湍流	椭圆混合	-	-	R, RDO	-
		线性压力应变	R, RDO	-	-	-
		线性压力应变两层	-	-	-	R
		二次压力应变	R, RDO	-	-	-
	Spalart-Allmaras 湍流	标准 Spalart-Allmaras	-	-	R, RDO	-

区域设置

场函数

U*

表示参考速度 $u^{*}$ 的标量场，该速度根据选定壁面处理计算而得。

虚拟局部热传递系数

表示真实局部热传递系数的近似的标量场。它不需要激活能量模型，并且定义为 $h=\rho C_p{u}^{*}/T^{\text{+}}$，其中 $T^{\text{+}}$ 根据选定壁面处理计算而得。由于热材料属性不可用，因此将比热 $C_p$ 以及分子和湍流普朗特数指定为参考值。流体密度 $\rho$ 从模拟本地获得。

壁面粗糙度 R+（用于壁面指定设为粗糙或粗糙位移原点的壁面）

表示粗糙度参数 $R^{+}$ 的标量场，该参数在 Eqn. (1639) 中定义。

壁面 Y+

表示无量纲壁面距离的标量场。它定义为 $y^{+}=u^{*}y/\nu$，其中 $u^{*}$ 是参考速度，$y$ 是从形心到壁面相邻网格单元中壁面的法向距离，$\nu$ 是运动粘度。