第二十七章流场计算中变量的定义271网格节点和控制体积值的估算.docx

1、第二十七章流场计算中变量的定义271网格节点和控制体积值的估算 第二十七章：流场计算中变量的定义 27.1网格节点和控制体积值的估算 27.2速率选择面板 27.3可流场变量列表 27.4流场变量（按阿拉伯字母顺序）列表及其定义 27.5自定义流场函数 27.1网格节点和控制体积值的估算本文为后处理节电网格和控制体积网格估值提供了两种方法，如下：“面”是指在面板操作中由面、线、点相交而产生的。在大多数例子中，面是有交叉计算区域和现有的面相交而产生的。27.1.1控制体积估值 FLUENT将变量储存在控制体积中，为了后处理方便，整个计算区域都一起赋值给控制体积。一个“面”控制体积的值就是由“面”

2、上的面、线或点分割出的控制体积的值。因为一个“面”上的面和线是以有的控制体积网格和等值交叉建立的，这是一个唯一的定义。在控制体积分界线上的控制体积估值是在控制体积里接近分界线的估值。27.1.2网格节点的估值 网格节点估值由平均控制体积数据来准确的获得。各种边界条件都会影响在边界范围处流场变量的估值，所以要准确定义在这些边界区域的网格节点值。另外，在所有的节点处，明确节点值对许多变量（例如：节点坐标）都有用。对大多数变量，网格节点值是由共有此节点的所有控制体积的平均数据计算所得。计算节点值由两个步骤：1 每个节点的原始值是共有此节点的所有控制体积的平均值。2 在分界线处，这些节点值是边界值（如

3、果有效）。（表27.3.1-27.3.14的bnv可说明在边界线处节点值对变量是否有效。）例如，在图27.1.1，节点n1的值由共有此节点的控制体积c1-c6的平均值计算得出，节点n2的值是边界值（不是控制体积c1、c6、c7的平均值），假设在此问题中边界值对变量有效。图27.1.1：计算节点值Figure 27.1.1: Computing Node Values！注意边界节点值对自定义流场函数无效。在“面”上的节点值要用线性内插法以内插值网格节点数据替换。因为按“面”上的节点分区区域协调，所以值是等同的。对于等值面和等值线，其值由在等值分割的面上的网格节点替换。对于等值点，其值由控制体积包

4、含的点的网格节点替换。27.2速率选择面板以下是选择速率有效方法：。笛卡尔速率：这些速率是基于几何学中的笛卡尔坐标系。选择笛卡尔速率，要分出x速率，y速率，z速率。这是最普通的速率选择类型。柱状速率：这些速率是基于下面各坐标系轴向的，径向的，切向的组合： 。对于以x轴为旋转轴的轴对称问题，x方向为轴向，y方向为径向。（如果模拟轴对称旋转，那旋转方向为切向。） 。对于包括一单个控制体积区域的2D问题，z方向为轴向，它的原点指定在Fluid panel。 。对于包括一单个控制体积区域的3D问题，坐标系规定为指定在Fluid panel的旋转轴和原点。 。包含多重区域的问题（例如：多重结构或滑动的网

5、孔），坐标系规定为在fluid(or solid)panel for the “reference zone”的旋转轴。参考区域是从参考值panel选取的，像如26.8节关于2D问题描述的那样，可指定唯一的轴端点，z方向通常是轴向。对于上述定义的所有柱状坐标系，正的径向速率是从旋转轴沿径向指向外，正的轴向速率是沿旋转轴向量方向，正的切向速率是基于旋转轴正向的右手法则规定。 为选择柱状速度，就要选定轴向速度，径向速度，等等。图27.2.1说明了在不同的区域各柱状速度：在3D问题中划分为轴向速度，径向速度和切向速度。在2D问题中则是径向速度和切向速度。在轴对称问题中划分为轴向速度和径向速度，当建模

6、为旋转对称轴时也可选择旋转速度（等同于切向速度）。 图27.2.1：在3D,2D和轴对称问题中柱状速度的组成Figure 27.2.1: Cylindrical Velocity Components in 3D, 2D, and Axisymmetric Domains。相对速度：这些速度以坐标系和移动的参考系为基础。当你用旋转坐标系统或混合平面或多重坐标系统或滑动网孔建模你的流体，他们是很有用的。（参看第9章关于在移动区域的流体建模。）为选择相对速度，需要选定相对X速度,相对Y速度，相对径向速度，等等。（注意可以为笛卡尔和柱状速度各组分划分相对速度。）如果用单一旋转坐标系，那相对速度值要考

7、虑移动的参考系。如果用多重坐标系，或混合平面，或滑动网孔，需要在Reference values panel（参看26.8节）中选择适当的控制体积作为参照区域从而指定出所求速度的相对体系。每个控制体积的旋转轴定义在与之关联的流体面板或固体面板。（参看6.17.1节或6.18.1节。）注意如果问题中没有移动区域，那么相对速度和绝对速度是等同的。注意相对速度也可用来计算滞流值（总压和总温），上述第二项中的柱状坐标系也可用来定义轴向坐标和径向坐标。 27.3可流场变量列表下面是对标记变量的规定，用于表27.3.1-27.3.14：2d 2D情况下的流体2da 2D轴对称情况下的流体（有无旋转）2da

8、sw 2D轴对称旋转流体3d 3D流体bnv 边界处的网格节点值cpl available only in the coupled solverscv 控制体积值（节点值面板关闭）dil not available with full multicomponent diffusiondo 当离散纵向辐射模型启用dpm 联结的分散相的计算dtrm 当离散转移辐射模型启用e 能量计算edc 用于湍流化学交互作用的EDC模型emm 当欧拉多相模型启用ewt 增强的间隔层处理gran 粒状阶段h2o 含水的混合剂id 理想气体定律用于密度ke 当一个k-e湍流模型启用kw 当一个k-w湍流模型启用le

9、s 当LES湍流模型启用mix 当多相混合模型启用melt 当熔融凝固模型启用mp 多相模型nox NOX计算np not available in parallel solversnv 采用显节点值函数p 在平行解算器中pl 当P-1辐射模型启用pdf 不预混和燃烧计算pmx 预混和燃烧计算ppmx 部分预混和燃烧计算r 当罗斯兰辐射模型启用rad 辐射热转移计算rc 有限率反映rsm 当雷诺应力湍流模型启用s2s 地对地辐射模型启用sa Spalart-Allmaras湍流模型启用seg 在隔离解算器中sp 种类计算sr 表面反应soot 烟灰计算stat 不稳定统计的数据取样stcm 刚

10、性化学计算t 湍流turbo 一个涡轮机的局部解剖udm 当一个用户定义存储启用uds 当一个用户定义标量启用v 粘性流体Table 27.3.1: Pressure and Density CategoriesCategoryVariablePressure.Static Pressure ( bnv, nv)Pressure CoefficientDynamic PressureAbsolute Pressure ( bnv, nv)Total Pressure ( bnv, nv)Relative Total PressureDensity.DensityDensity of phase

11、-n ( mp)Density All表27.3.1：压强和密度列表类别 变量压强 静态压强（bnv,nv） 压强系数 动态压强 绝对压强（bnv,nv） 总压强（bnv,nv） 相对总压强密度 密度 n相密度（mp） 全部密度Table 27.3.2: Velocity Category 表27.3.2：速度列表Category种类Variable变量Velocity.速度 Velocity Magnitude ( bnv, nv)速度大小X Velocity ( bnv, nv)X速度Y Velocity ( bnv, nv)Y速度Z Velocity ( 3d, bnv, nv)Z速度S

12、wirl Velocity ( 2dasw, bnv, nv)旋转速度Axial Velocity ( 2da or 3d)轴向速度Radial Velocity径向速度Stream Function ( 2d, nv)流量函数Tangential Velocity切向速度Mach Number ( id)马赫数Relative Velocity Magnitude ( bnv, nv)相对速度大小Relative X Velocity ( bnv, nv)相对X速度Relative Y Velocity ( bnv, nv)相对Y速度Relative Z Velocity ( 3d, bnv

13、, nv)相对Z速度Relative Axial Velocity ( 2da)相对轴向速度Relative Radial Velocity ( 2da)相对径向速度Relative Swirl Velocity ( 2dasw, bnv, nv)相对旋转速度Relative Tangential Velocity ( 2d or 3d)相对切向速度Relative Mach Number ( id)相对马赫数Grid X-Velocity ( nv)网格X速度Grid Y-Velocity ( nv)网格Y速度Grid Z-Velocity ( 3d, nv)网格Z速度Velocity An

14、gle速度角度Relative Velocity Angle相对速度角度Vorticity Magnitude ( v)涡流强度大小Helicity ( v, 3d)螺旋性X-Vorticity ( v, 3d)X涡度Y-Vorticity ( v, 3d)Y涡度Z-Vorticity ( v, 3d)Z涡度Cell Reynolds Number ( v)控制体积雷诺数Preconditioning Reference Velocity ( cpl)预处理参考速度Table 27.3.3: Velocity Category (Multiphase-Specific Variables)表2

15、7.3.3：速度列表（特殊多相变量）Category类别Variable变量Velocity.速度phase-n Velocity Magnitude ( mp)n相速度大小phase-n X Velocity ( mp)n相X速度phase-n Y Velocity ( mp)n相Y速度phase-n Z Velocity ( 3d, mp)n相Z速度phase-n Axial Velocity ( 2da or 3d; mp)n相轴向速度phase-n Radial Velocity ( mp)n相径向速度phase-n Swirl Velocity ( 2dasw, mp, bnv, n

16、v)n相旋转速度phase-n Stream Function ( 2d, mp, nv)n相流量函数Table 27.3.4: Temperature, Radiation, and Solidification/Melting Categories表27.3.4：温度，辐射，凝固/熔融的列表Category类别Variable变量Temperature.温度Static Temperature ( e, nv)静态温度Total Temperature ( e, bnv, nv)总温度Enthalpy ( e, nv)焓Enthalpy of phase-n ( e, nv, mp)n相的

17、焓Total Enthalpy of phase-n ( e, nv, mp)n相的总焓Total Enthalpy Deviation of phase-n ( e, nv, mp)n相总焓偏差Total Energy of phase-n ( e, nv, mp)n相总能量Relative Total Temperature ( e)相对总温度Rothalpy ( e, nv)Fine Scale Temperature ( edc, nv)精密标度温度Wall Temperature (Outer Surface) ( e, v, cv)间隔层温度（外表面）Wall Temperatur

18、e (Inner Surface) ( e, v, cv)间隔层温度（内表面）Total Enthalpy ( e)总焓Total Enthalpy Deviation ( e)总焓偏差Entropy ( e)熵Total Energy ( e)总能量Internal Energy ( e)内能Radiation.辐射Absorption Coefficient ( r, p1, do, or dtrm)吸收系数Scattering Coefficient ( r, p1, or do)散射系数Refractive Index ( do)折射率Radiation Temperature ( p

19、1 or do)辐射温度Incident Radiation ( p1 or do)入射辐射Incident Radiation (Band n) ( do (non-gray)入射辐射（n段）Surface Cluster ID ( s2s)表面cluster IDSolidification/凝固Liquid Fraction ( melt)流体部分Melting.熔融Contact Resistivity ( melt)触点阻力X Pull Velocity ( melt (if calculated)X牵引速度Y Pull Velocity ( melt (if calculated)

20、Y牵引速度Z Pull Velocity ( melt (if calculated), 3d)Z牵引速度Axial Pull Velocity ( melt (if calculated), 2da)轴向牵引速度Radial Pull Velocity ( melt (if calculated), 2da)径向牵引速度Swirl Pull Velocity ( melt (if calculated), 2dasw)旋转牵引速度Table 27.3.5: Turbulence Category表27.3.5：湍流列表Category类别Variable变量Turbulence.湍流Turb

21、ulent Kinetic Energy (k) ( ke, kw, or rsm; bnv, nv)湍流动能phase-n Turbulent Kinetic Energy ( ke, emm)n相湍流动能UU Reynolds Stress ( rsm)UU雷诺应力VV Reynolds Stress ( rsm)VV雷诺应力WW Reynolds Stress ( rsm)WW雷诺应力UV Reynolds Stress ( rsm)UV雷诺应力UW Reynolds Stress ( rsm, 3d)UW雷诺应力VW Reynolds Stress ( rsm, 3d)VW雷诺应力Tu

22、rbulence Intensity ( ke, kw, or rsm)湍流强度Turbulent Dissipation Rate (Epsilon) ( ke or rsm; bnv, nv)湍流逸散率phase-n Turbulent Dissipation Rate ( ke, emm)n相湍流逸散率Specific Dissipation Rate (Omega) ( kw)特殊逸散率Production of k ( ke, kw, or rsm)k制造phase-n Production of k ( ke, emm)n相k制造Modified Turbulent Viscosi

23、ty ( sa)修正湍流粘度Turbulent Viscosity ( t)湍流粘度phase-n Turbulent Viscosity ( t, emm)n相湍流粘度Effective Viscosity ( t)有效粘度Turbulent Viscosity Ratio ( ke, kw, rsm, or sa)湍流粘度比Subgrid Turbulent Kinetic Energy ( les)次网格湍流动能Subgrid Turbulent Viscosity ( les)次网格湍流粘度Subgrid Effective Viscosity ( les)次网格有效粘度Subgrid

24、 Turbulent Viscosity Ratio ( les)次网格湍流粘度比Effective Thermal Conductivity ( t, e)有效导热性Effective Prandtl Number ( t, e)有效普朗特数Wall Ystar ( ke, kw, or rsm; cv)间隔层Y星型Wall Yplus ( t, cv)间隔层Y正型phase-n Wall Yplus ( t, cv, emm)n相间隔层Y正型Turbulent Reynolds Number (Re_y) ( ke or rsm; ewt)湍流雷诺数Table 27.3.6: Specie

25、s, Reactions, Pdf, and Premixed Combustion Categories表27.3.6：物种，反应，pdf,预混和燃烧的列表Category类别Variable变量Species.物种Mass fraction of species-n ( sp, pdf, or ppmx; nv)n种质量分率Mole fraction of species-n ( sp, pdf, or ppmx)n种摩尔分数Concentration of species-n ( sp, pdf, or ppmx)n种浓度Lam Diff Coef of species-n ( sp,

26、dil)n种Lam Diff 系数Eff Diff Coef of species-n ( t, sp, dil)n种Eff Diff 系数Thermal Diff Coef of species-n ( sp)n种热量Diff系数Enthalpy of species-n ( sp)n种焓species-n Source Term ( rc, cpl)n种Source TermSurface Deposition Rate of species-n ( sr)n种表面沉积率Relative Humidity ( sp, pdf, or ppmx; h2o)相对湿度Time Step Scal

27、e ( sp, stcm)Fine Scale Mass fraction of species-n ( edc)n种精密标度质量分率Fine Scale Transfer Rate ( edc)精密标度传输率1-Fine Scale Volume Fraction ( edc)精密标度体积分率Reactions.反应Rate of Reaction-n ( rc)n反应速度Arrhenius Rate of Reaction-n ( rc)n反应阿伦纽斯速度Turbulent Rate of Reaction-n ( rc, t)n反应湍流速度Pdf.Mean Mixture Fractio

28、n ( pdf or ppmx; nv)平均混合分数Secondary Mean Mixture Fraction ( pdf or ppmx; nv)二级平均混合分数Mixture Fraction Variance ( pdf or ppmx; nv)平均混合分数变量Secondary Mixture Fraction Variance ( pdf or ppmx; nv)二级平均混合分数变量Fvar Prod ( pdf or ppmx)fvar 测试棒Fvar2 Prod ( pdf or ppmx)fvar2 测试棒Scalar Dissipation ( pdf or ppmx)标

29、量逸散Premixed预混和Progress Variable ( pmx or ppmx; nv)进展变量Combustion.燃烧Damkohler Number ( pmx or ppmx)Stretch Factor ( pmx or ppmx)伸长因数Turbulent Flame Speed ( pmx or ppmx)湍流焰速度Static Temperature ( pmx or ppmx)静态温度Product Formation Rate ( pmx or ppmx)生成物形成率Laminar Flame Speed ( pmx or ppmx)层流焰速度Critical Strain Rate ( pmx or ppmx)临界应变率Adiabatic Flame Temperature ( pmx or ppmx)绝热火焰温度Unburnt Fuel Mass Fraction ( pmx or ppmx)未燃烧燃料质量分率Table 27.3.7: NOx, Soot, and Unsteady Statistics Categories表27.3.7：Nox，烟灰和不稳定统计列表Category类别Variable变量NOx.Mass fraction of NO ( nox)NO质量分率Ma