湍流热通量建模
温度通量模型使用湍流热通量的代数公式来替代能量方程中的 Boussinesq 近似。在 Simcenter STAR-CCM+ 中,此方法可用于标准 K-Epsilon 低雷诺数模型。
能量方程中热通量的典型定义基于 Boussinesq 近似,其中假设热通量与湍流涡粘度成正比。对于浮力主导的情况或非常靠近壁面的位置,此假设不适用。由 Kenjeres 等人 [346] 提出的补救方法为用湍流热通量本身的代数公式替代 Boussinesq 近似。此公式是雷诺应力各向异性和温度变化的函数,需要为其求解额外的传输方程。代数热通量(或温度通量)模型的性能与近壁湍流行为的正确近似有很大关系,因此需要低雷诺数湍流模型。
理论 | 请参见理论指南 - RANS 湍流传热。 | ||
提供方式 | |||
节点路径示例 | |||
要求 |
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属性 | 请参见湍流热通量属性。 | ||
激活 | 初始条件 |
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边界输入 |
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区域输入 |
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求解器 |
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场函数 |
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湍流热通量属性
- 对流
- 控制对流格式。
- 一阶:选择一阶迎风对流格式。
- 二阶:选择二阶迎风对流格式。
- Ctu0
- 系数 ,请参见 Eqn. (1345)。
- Ctu1
- 系数 ,请参见 Eqn. (1345)。
- Ctu2
- 系数 ,请参见 Eqn. (1345)。
- Ctu3
- 系数 ,请参见 Eqn. (1345)。
- Ctu4
- 系数 ,请参见 Eqn. (1345)。
- R
- 湍流与热的时间尺度比 ,请参见 Eqn. (1350) 和 [eqnlink]。
- 二阶梯度
- 忽略或包括用于扩散的边界二阶梯度和/或网格面上的内部二阶梯度。
- 打开:包括两个二阶梯度。
- 关闭:排除两个二阶梯度。
- 仅限内部:仅包括内部二阶梯度。
- 仅限边界:仅包括边界二阶梯度。
- Sigma_Theta2
- 系数 ,请参见 Eqn. (1347)。
- θ2 最小值
- 已传输变量 允许的最小值。适当的值是一个大于计算机最小浮点数的较小数值。
初始条件
温度通量模型要求温度变化 作为初始条件。可直接输入相应的值。
- 温度变化
- 直接指定 的标量分布值。
边界设置
- 流入和流出边界
-
- 温度变化
- 直接指定 的标量分布值。
区域设置
应用于流体区域。
- 温度变化源选项
- 控制是否要应用温度变化源。
温度通量求解器属性
- 亚松弛因子
- 每次迭代时,控制新计算的求解取代旧求解的范围。默认值为 0.8。有关理论背景,请参见 Eqn. (920)。
- 亚松弛因子跃升
- 通过亚松弛因子跃升参考。 节点可设置和控制亚松弛的线性跃升。有关详细信息,请参见
- AMG 线性求解器
- 通过代数多重网格和 AMG 线性求解器属性。 节点可设置湍流求解器的代数多重网格参数。有关详细信息,请参见
- 冻结重构
- 开启时,Simcenter STAR-CCM+ 不会在每次迭代时更新重构梯度,而是使用上一次迭代更新的梯度。激活保留临时储存与此属性结合使用。默认情况下,此属性处于关闭状态。
- 归零重构
- 开启时,求解器在下一次迭代时会将重构梯度设为零。此操作意味着,用于迎风的面值 (Eqn. (905)) 以及用于计算网格单元梯度的面值(Eqn. (917) 和 Eqn. (918))将变为一阶估计值。默认情况下,此属性处于关闭状态。如果开启此属性之后关闭它,则求解器将在下一次迭代时重新计算梯度。
- 冻结求解器
- 开启时,求解器在迭代过程中不更新任何物理量。该选项默认情况下关闭。这是一个调试选项,由于缺少储存,它可能导致不可恢复的错误和错误的求解。有关详细信息,请参见有限体积求解器参考。
- 保留临时储存
- 开启时,Simcenter STAR-CCM+ 将保留求解器在迭代期间生成的额外场数据。保留的特定数据取决于求解器,且在后续迭代期间可用作场函数。默认情况下关闭。
场函数
- 温度变化
- 表示 Eqn. (1347) 中 的标量场。