Fluent 理论基础-流场参数

       在流场分析中，我们通常要设置或读取一些参数，那流场中的参数都有哪些呢？他们之间又是什么样的关系呢？本篇章就以空气为例，简要介绍空气属性，并分析在流场分析中相关参数的求解计算问题_

       本篇章涉及的流场参数有_

       ▊ 温度T

       ▊ 密度ρ

       ▊ 动力粘度µ

       ▊ 运动粘度ν

       ▊ 质量流率

       ▊ 体积流率

       ▊ 速度v

       ▊ 水力直径D

       ▊ 雷诺数Re

       ▊ 湍流强度I

▓ 空气参数解析

       流体包括液体和气体，常见的有水和空气等；

       接下里就针对空气的参数进行简单介绍_

       温度T：单位℃

       密度ρ：单位kg/m^3

       粘度是指液体的内摩擦，表示的是分子之间阻力的大小；

      ❆ 动力粘度µ

       ✦ 上图中的粘度指的便是动力粘度(dynamic viscosity)，也被称为动态粘度、绝对粘度或简单粘度，定义为应力与应变速率之比；

       ✦ 其数值上等于面积为1㎡相距1m的两平板，以1m/s的速度作相对运动时，因之间存在的流体互相作用所产生的内摩擦力；

       ✦ 单位为N·s/㎡(牛顿秒每米方)，即Pa·s(帕秒)；

       ✦ 用小写字母µ表示；

       ❆ 运动黏度ν

       ✦ 即流体的动力粘度与同温度下该流体密度ρ之比；

       ✦ 注意密度ρ的单位为kg/m^3；

       ✦ 运动黏度的单位为(m^2)/s；

       ✦ 用小写字母ν表示；

       ✦ 注意运动粘度中只有运动学单位；

▓ 质量流率

▓ 体积流率

▓ 流速

       质量流率、体积流率、流速均是表示流体流动快慢的物理量，可以相互转换，但是在转换时要注意单位统一_

       在换算时需要用到截面面积，常用的截面面积的计算如下_

       [注意]

       截面面积和周长也被用来求取水力直径D；

▓ 水力直径

▓ 雷诺数

▓ 湍流强度

       在流场分析中设置边界条件时，进出口边界常需要设置水力直径和湍流强度，那它们又是如何求取的呢？

      ❆ 水力直径D

       ✦ 水力直径(hydraulic diameter)是指过流断面面积与周长之比的四倍；

       ✦ D=4S/L;

       其中

           S--截面面积；

           L--周长；

       ✦ 圆环的水力直径D可直接用上图中的公式计算_

       ❆ 雷诺数Re

       ✦ 雷诺数(Reynolds number)一种可用来表征流体流动情况的无量纲数;

       ✦ Re=ρvD/μ

       其中

           v--流速；

           ρ--密度；

           μ--黏性系数，即动力粘度；

           D--特征长度，即水力直径；

      ❆ 湍流强度I

       ✦ 湍流强度是描述风速随时间和空间变化的程度，反映脉动风速的相对强度，是描述大气湍流运动特性的最重要的特征量；

       ✦ 湍流强度I可使用雷诺数Re近似计算;

       ✦ I=0.16*Re^(-0.125);

▓ 讨论

       ❖ 本篇以空气为例，简易介绍了流场分析中的常用参数以及它们之间的转换关系；

       ❖ 参数的求解常采用Excel表格进行计算，小伙伴们可根据以上内容自行整理；

       ❖ 篇章中介绍的参数以及求解公式等已经整理到Excel中，文件已放置到篇尾分享链接中，有需要的小伙伴可以下载使用；

       ✦ [流体参数及换算.xlsx]

       ✦ [水力直径和湍流强度.xlsx]

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