Fluent湍流参数：设置技巧

      在Fluent边界条件设置中，流场的入口、出口和远场边界上，用户需要定义流场的湍流参数。在大多数情况下，湍流是在入口后面一段距离经过转捩形成的。如果不知道湍流参量的分布规律时，可以在边界上采用均匀湍流条件简化模型的设置。在设置边界条件时，首先应该定性地对流动进行分析，以便边界条件的设置不违背物理规律。违背物理规律的参数设置往往导致错误的计算结果，甚至使计算发散。

一、相关计算公式

       已知流体的密度ρ，流速ν，动力粘度μ，以及特征长度L，则：

1. 水力直径（Hydraulic Diameter）：       常取水力直径作为特征长度；其中A为有效通流截面面积；S为湿周长度。

水力直径计算公式

1.雷诺数（Reynolds number）：

雷诺数计算公式

2.湍流强度（Turbulent Intensity）：

湍流强度计算公式

3.湍流动能（Turbulent Kinetic Energy）：

湍流动能计算公式

4.湍流长度尺度（Turbulent Length Scale）：

湍流长度尺度计算公式

5.比耗散率（Specific Dissipation Rate）：

比耗散率计算公式

6.湍流耗散率（Turbulent Dissipation Rate）：

湍流耗散率计算公式

7.修正湍流粘度（Modified Turbulent Viscosity）：

修正湍流粘度计算公式

8.湍流粘度比（Turbulent Viscosity Ratio）：

湍流粘度比计算公式

注：上述公式适用于大多数管道流动中，设置均匀湍流参数，并不具有普适性。

二、Fluent提供的 Specification Method（定义方法）类型

1.湍动能（Turbulent Kinetic Energy），湍流耗散率（Turbulent Dissipation Rate）：

注：仅适用于k-ε模型；

2.湍动能（Turbulent Kinetic Energy），比耗散率（Specific Dissipation Rate）：

注：仅适用于k-ω模型；

3.湍流强度（Turbulent Intensity），湍流尺度（Turbulent Length Scale）；

4.湍流强度（Turbulent Intensity），湍流粘度比（Turbulent Viscosity Ratio）；

5.湍流强度（Turbulent Intensity），水力直径（Hydraulic Diameter）；

6.修正湍流粘度（Modified Turbulent Viscosity）：

注：仅适用于Spalart-Allmaras模型；

7.湍流粘度比（Turbulent Viscosity Ratio）：

注：仅适用于Spalart-Allmaras模型；

8.湍流强度（Turbulent Intensity）。

参考文献：《FLUENT全攻略》，孙为民等编著，2005；ANSYS 帮助文档，ANSYS Inc