湍流强度计算公式

湍流强度计算公式

湍流强度是流体中湍流运动的强度的量度，它描述了流场中速度的变

化情况。湍流强度计算公式根据不同的流动情况和流体性质会有所不同。

首先，湍流强度可以通过湍流能量来计算。湍流能量是指湍流流场中

速度的涨落所具有的能量，可以通过速度的方差来表示。设流体速度的涨

落值为u’，则湍流能量的方差即为：

(E)=<(u’)^2>

其中，<>表示概率平均。这个计算公式可以用于流体中的湍流强度的

计算。

其次，湍流强度可以利用雷诺应力来计算。雷诺应力是湍流流场中涡

旋产生的应力。在湍流中，涡旋的产生是由于流体速度的涨落造成的。涡

旋与速度的关系可以通过雷诺应力的定义来描述：

(τ)=〈(u’v’)〉

其中，(u’v’)表示涡旋速度的涨落值。利用雷诺应力的计算公式可

以求得湍流流场中的湍流强度。

此外，湍流强度还可以利用湍流耗散率来计算。湍流耗散率描述了湍

流运动中能量的损耗情况。在湍流中，能量的损耗是由于速度梯度引起的。

(ε)=〈(∂u/∂x)²+(∂v/∂y)²+(∂w/∂z)²〉

其中，∂/∂x、∂/∂y和∂/∂z分别表示速度在x、y和z方向上的梯度。

湍流耗散率的计算公式可以用来计算流场中的湍流强度。

最后，湍流强度还可以通过湍流流场中湍流的特征尺度来计算。湍流的特征尺度描述了湍流流体运动的空间或时间特征。湍流的特征尺度可以通过湍流流场中的能量谱密度函数来获得。从能量谱密度函数中可以计算出湍流流场中的湍流强度。

综上所述，湍流强度的计算公式可以根据不同的流动情况和流体性质采用不同的方法来求解。这些方法包括利用湍流能量、雷诺应力、湍流耗散率和湍流的特征尺度等。通过计算湍流强度，可以更好地了解流体中湍流运动的特性和行为。

技术贴：你一定知道m这个参数 但你用对了吗？(图)

技术贴：你一定知道m这个参数但你用对 了吗？（图） 上周五在《微观选址软件算湍流，哪个更可信?》(点击“阅读原文”可查看)说到不同软件对湍流强度的计算结果，最后文章给出的结论是WindFarmer对湍流强度的计算相对准确。文章发出后，留言讨论的朋友很多，主要讨论的是WT设置的问题，普遍认为m值的选取是影响湍流计算的重要因素。那m值到底是什么呢?相关新闻：【分析】风电场微观选址软件算湍流哪个更可信？m值是哪里来的?在IEC ed3的附录D里，给出了有效湍流强度Ieff 的计算公式，其中的m值是指选定材料的(SN曲线)Wohler指数，说到这里，就必须再说说疲劳理论中的SN曲线了。任何一种结构件都有其特定的疲劳寿命特性，通常用SN曲线对其进行描述，对于不同的材料m的取值也是不同的，叶片的m值通常取10，钢质的结构件则常取4。m值有多重要?从上面的介绍可以看出，m值不仅关系到微观选址的湍流计算，还是结构件疲劳寿命评估的关键参数。而熟悉载荷计算的朋友则肯定知道，这个m值在疲劳载荷统计过程中也是一个重要的参数。因此，这个m值可以说是涉及风资源评估、载荷计算、结构件疲劳强度计算和叶片疲劳强度计算四个方面的一个重要参数。你用对m值了吗?在微观选址软件中，WindFarmer和WT(新版，周五文中的计算示例是三年前的结果，那时WT软件还不能对m值进行设定)的m值的设置通常默认为10(估计多数情况下大家是不会修改这个设置的)，这是叶片的取值，也是风电机组中最大的m值。但是要知道，在机组部件中占绝大多数的可是m值为4的钢材啊，为什么不选用钢材的m值，却要选叶片的m 值10呢?难道仅仅是因为“叶片很重要”的原因，轴承、齿轮箱、机架和塔筒也都很重要啊。 12

fluent湍流设置

湍流边界条件设置 在流场的入口、出口和远场边界上，用户需要定义流场的湍流参数。在FLUENT 中可以使用的湍流模型有很多种。在使用各种湍流模型时，哪些变量需要设定，哪些不需要设定以及如何给定这些变量的具体数值，都是经常困扰用户的问题。本小节只讨论在边界上设置均匀湍流参数的方法，湍流参数在边界上不是均匀分布的情况可以用型函数和UDF（用户自定义函数）来定义，具体方法请参见相关章节的叙述。 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，因此在边界上设置均匀湍流条件是一种可以接受的选择。特别是在不知道湍流参量的分布规律时，在边 界上采用均匀湍流条件可以简化模型的设置。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，甚至使计算发散而无法进行下去。 在Turbulence Specification Method （湍流定义方法）下拉列表中，可以简单地用一个常数来定义湍流参数，即通过给定湍流强度、湍流粘度比、水力直径或湍流特征长在边界上的值来定义流场边界上的湍流。下面具体讨论这些湍流参数的含义，以保证在设置模型时不出现违背流动规律的错误设置： （1）湍流强度（Turbulence Intensity） 湍流强度I的定义为：I=Sqrt(u’*u’+v’*v’+w’*w’)/u_avg(8-1) 上式中u',v' 和w' 是速度脉动量，u_avg是平均速度。 湍流强度小于1％时，可以认为湍流强度是比较低的，而在湍流强度大于10％时，则可以认为湍流强度是比较高的。在来流为层流时，湍流强度可以用绕流物体的几何特征粗略地估算出来。比如在模拟风洞试验的计算中，自由流的湍流强度可以用风洞的特征长度估计出来。在现代的低湍流度风洞中，自由流的湍流强度通常低于0.05%。 内流问题进口处的湍流强度取决于上游流动状态。如果上游是没有充分发展的未受扰流动，则进口处可以使用低湍流强度。如果上游是充分发展的湍流，则进口处湍流强度可以达到几个百分点。如果管道中的流动是充分发展的湍流，则湍流强度可以用公式(8-2)计算得到，这个公式是从管流经验公式得到的： I=u’/u_avg=0.16*Re_DH^-0.125 (8-2) 其中Re_DH是Hydraulic Diameter（水力直径）的意思，即式(8-2)中的雷诺数是以水力直径为特征长度求出的。 （2）湍流的长度尺度与水力直径 湍流能量主要集中在大涡结构中，而湍流长度尺度l则是与大涡结构相关的物理量。在充分发展的管流中，因为漩涡尺度不可能大于管道直径，所以l 是受到管道尺寸制约的几何量。湍流长度尺度l 与管道物理尺寸L关系可以表示为： l = 0.07L (8-3) 式中的比例因子0.07 是充分发展管流中混合长的最大值，而L则是管道直径。在管道截面不是圆形时，L可以取为管道的水力直径。 湍 流的特征长取决于对湍流发展具有决定性影响的几何尺度。在上面的讨论中，管道直径是决定湍流发展过程的唯一长度量。如果在流动中还存在其他对流动影响更大 的物体，比如在管道中存在一个障碍物，而障碍物对湍流的发生和发展过程起着重要的干扰

ANSYS湍流动能湍流耗散率ke计算公式V.docx

管道中流动是充分发展的湍流、湍流强度 计算式 指标公式平均速度 velocity magnitude 水力直径 Hydraulic Diameter 运动粘度V水 雷诺数 Re 湍流强度 intensity u_arg*dh/V I=0.16*Re_DH^-0.125(8-2) 已知湍流强度和水力直径 , 计算 k-epsilon 指标公式 平均速度 velocity magnitude 湍流强度 intensity 水力直径 Hydraulic Diameter L=dh 特征长度 湍流长度尺度 Length Scale l = 0.07L(8-3) 湍流动能 turbulent kinetic energy k=1.5*(u_avg*I)^2 (8-6) 湍流耗散率 turbulent dissipation rate epsilon=C_mu^0.75*k^1.5/l (8-7) 已知湍流强度和长度尺度 , 计算 k-epsilon 指标公式 平均速度 velocity magnitude 湍流强度 intensity 水力直径 Hydraulic Diameter L=dh 特征长度 湍流长度尺度 Length Scale l = 0.07L(8-3) 湍流动能 turbulent kinetic energy k=1.5*(u_avg*I)^2 (8-6) 湍流耗散率 turbulent dissipation rate epsilon=C_mu^0.75*k^1.5/l (8-7) 已知湍流强度和湍流粘度比, 计算k- epsilon 指标公式 平均速度 velocity magnitude 湍流强度 intensity 湍流粘度比 Viscosity Ratio 密度 运动粘度V 水水

FLUENT 中湍流参数的定义

FLUENT 中湍流参数的定义 2011-07-28 10:46:03| 分类：默认分类|举报|字号订阅 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FLUENT 中可以使用的湍流模型有很多种。在使用各种湍流模型时，哪些变量需要设定，哪些不需要设定以及如何给定这些变量的具体数值，都是经常困扰用户的问题。本小节只讨论在边界上设置均匀湍流参数的方法，湍流参数在边界上不是均匀分布的情况可以用型函数和UDF（用户自定义函数）来定义，具体方法请参见相关章节的叙述。 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，因此在边界上设置均匀湍流条件是一种可以接受的选择。特别是在不知道湍流参量的分布规律时，在边界上采用均匀湍流条件可以简化模型的设置。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，甚至使计算发散而无法进行下去。 在Turbulence Specification Method （湍流定义方法）下拉列表中，可以简单地用一个常数来定义湍流参数，即通过给定湍流强度、湍流粘度比、水力直径或湍流特征长在边界上的值来定义流场边界上的湍流。下面具体讨论这些湍流参数的含义，以保证在设置模型时不出现违背流动规律的错误设置： （1）湍流强度（Turbulence Intensity）

湍流强度I的定义为： I=Sqrt(u’*u’+v’*v’+w’*w’)/u_avg (8-1) 上式中u',v' 和w' 是速度脉动量，u_avg是平均速度。 湍流强度小于1％时，可以认为湍流强度是比较低的，而在湍流强度大于10％时，则可以认为湍流强度是比较高的。在来流为层流时，湍流强度可以用绕流物体的几何特征粗略地估算出来。比如在模拟风洞试验的计算中，自由流的湍流强度可以用风洞的特征长度估计出来。在现代的低湍流度风洞中，自由流的湍流强度通常低于0.05%。 内流问题进口处的湍流强度取决于上游流动状态。如果上游是没有充分发展的未受扰流动，则进口处可以使用低湍流强度。如果上游是充分发展的湍流，则进口处湍流强度可以达到几个百分点。如果管道中的流动是充分发展的湍流，则湍流强度可以用公式(8-2)计算得到，这个公式是从管流经验公式得到的： I=u’/u_avg=0.16*Re_DH^-0.125 (8-2) 其中Re_DH是Hydraulic Diameter（水力直径）的意思，即式(8-2)中的雷诺数是以水力直径为特征长度求出的。 （2）湍流的长度尺度与水力直径 湍流能量主要集中在大涡结构中，而湍流长度尺度l则是与大涡结构相关的物理量。在充分发展的管流中，因为漩涡尺度不可能大于管道直径，所以l 是受到管道尺寸制约的几何量。湍流长度尺度l 与管道物理尺寸L 关系可以表示为： l = 0.07L (8-3)

湍流强度名词解释

湍流强度名词解释 湍流强度：湍流的能量通常用密度和湍流速度来表示，前者为湍流特征长度与横截面积之比，后者为单位横截面积内流体所具有的动能。 (1)密度。通常将流体看作是理想气体，认为它的密度不随时间而变，其密度的函数等于静压强。但实际上，气体在流动中存在着两种分子运动的本质差别：一是存在着有旋分子流动，密度具有指向运动方向的分量；二是存在着湍流脉动，密度具有指向运动轴线的分量。这样，单位体积气体所受到的粘性力(即所谓密度的剪切应力)与气体分子自由体积(V)、平均自由体积(V')、平均密度(ρ)的乘积成正比。这就是流体力学中的“速度泛函”的概念。 (2)湍流体系的惯性质量密度。 (3)粘性系数。它是湍流黏性阻力系数的倒数。表示流体粘性作用的相对大小。假定粘性系数K与涡旋运动的相互作用项为A和B，则有I=K/A（或I=K/(B+A)）。涡旋运动有一个很重要的特点：当分子流处于层流状态时，作用在流体上的惯性力为零；但在紊流边界层内，同时还存在着涡旋运动，并且涡旋运动还会吸引周围流体的扰动分子加入涡旋运动，这种涡旋运动所起的作用也不可忽略，因此，涡旋运动也消耗能量，降低了流体的流动能量，因而造成了粘性阻力。但是，由于层流底层内的各点涡旋运动都比较微弱，并且其涡旋波列是由很多细小的波列组成，它们产生的摩擦阻力相对于整个涡旋波列而言也是非常微小的。因此，在层流底层内总的涡旋阻力只有很小的影响。

(4)弹性变形：是指在瞬时应力、应变及温度场不断变化过程中，物体固有形状保持不变的现象，称为弹性变形。当压力P等于零时，某一弹性体在未受任何外力情况下的最大形状尺寸称为该体系的弹 性变形尺寸，简称弹性尺寸。通常用原来的弹性变形尺寸(E)与拉伸试验时的弹性变形尺寸(E')的比值，来衡量材料的刚度。它不仅与材料的种类有关，而且还与材料的应力状态以及外界条件有关。凡具有弹性变形的机器零件，都希望能有足够大的弹性变形，以使得在工作过程中不致因应力超过允许的范围而引起零件的破坏。

湍流模型公式

湍流模型公式 湍流模型公式是研究复杂流场的理论模型，由美国科学家亨利莱茨史密斯（Henry L. Smith）在1941年提出，它可以有效地用于模 拟和研究湍流性质。湍流模型公式也被称为史密斯-史密斯-贝尔（SSB）湍流模型，它是要全面描述湍流的最常用的模型之一。 湍流模型公式的核心是以下一维湍流方程： u_t+(uU)_x=νu_xx+ f(x,t) (1) 其中u(x,t)为流体速度，U(x,t)为水流平均速度，ν为流的粘 性系数，f(x,t)为外力。另外，有必要提到的是，湍流模型公式还包括一维流体剪切应力方程和一维湍流能量方程： τ_t+(uτ)_x =ντ_xx+συw (2) E_t+(uE)_x =νE_xx+σu^2w (3) 其中τ(x,t)为流体剪切应力，E(x,t)为湍流能量，σ为流的粘 性系数，u(x,t)为流体速度，U(x,t)为水流平均速度，υw为对流湍流损失（eddy viscosity）。 湍流模型公式最引人注目的特点是它准确地描述了湍流动力学 的复杂性，因此它可以用来模拟流动场中的湍流运动，以提出解决实际技术问题的方案。因此，湍流模型公式已广泛应用于工程和科学领域，如水资源开发、船舶控制、海洋工程、航空设计、气动学等。 湍流模型公式的求解用到了数值方法，即有限差分法。它可以将

湍流动力学的三维湍流问题简化为一维湍流问题，然后使用有限求差分法（FD）或有限元法（FEM）对参数进行有效求解。其主要过程如下： 1. 使用有限差分法或有限元法对定义的流动模型进行离散； 2.用叙述方法或迭代方法求解湍流模型公式； 3. 使用反演方法或最优控制方法优化参数； 4.析和模拟湍流的空间和时间变化及其特性。 湍流模型公式的应用范围越来越广泛，它对于实际工程外面的许多流体动力学问题具有重要的理论意义和工程意义，这些问题包括流体运动的抗阻，水动力学的结构优化设计，湍流动态特性，空气动力学的优化控制，结构调节系数的估计，气动学的分析等等。 而且，以湍流模型公式为基础的数值模拟技术也可以帮助工程师正确地分析复杂的流场，为提高流体设备性能、改善结构及消除流体回旋运动等工程提供有效的参考。 总之，湍流模型公式具有重要的理论意义和实际意义，是研究复杂流体场的理论模型，不仅可以有效地模拟和研究湍流性质，还能有效地用于解决实际工程问题和处理复杂流体系统中的技术场景。

湍流边界条件的设置

在流场的入口、出口和远场边界上，用户需要定义流场的湍流参数。在FLUENT 中可以使用的湍流模型有很多种。在使用各种湍流模型时，哪些变量需要设定，哪些不需要设定以及如何给定这些变量的具体数值，都是经常困扰用户的问题。本小节只讨论在边界上设置均匀湍流参数的方法，湍流参数在边界上不是均匀分布的情况可以用型函数和UDF（用户自定 义函数）来定义，具体方法请参见相关章节的叙述。 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，因此在边界上设置均匀湍流条件是一种可以接受的选择。特别是在不知道湍流参量的分布规律时，在边界上采用均匀湍流条件可以简化模型的设置。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，甚至使计算发散而无法进行下去。 在Turbulence Specification Method （湍流定义方法）下拉列表中，可以简 单地用一个常数来定义湍流参数，即通过给定湍流强度、湍流粘度比、水力直径或湍流特征长在边界上的值来定义流场边界上的湍流。下面具体讨论这些湍流参数的含义，以保证在设置模型时不出现违背流动规律的错误设置： （1）湍流强度（Turbulence Intensity） 湍流强度I的定义为：I=Sq rt(u’*u’+v’*v’+w’*w’)/u_avg (8-1) 上式中u',v' 和w' 是速度脉动量，u_avg是平均速度。 湍流强度小于1％时，可以认为湍流强度是比较低的， 而在湍流强度大于10％时，则可以认为湍流强度是比较高的。 在来流为层流时，湍流强度可以用绕流物体的几何特征粗略地估算出来。比如在模拟风洞试验的计算中，自由流的湍流强度可以用风洞的特征长度估计出来。在现代的低湍流度风洞中，自由流的湍流强度通常低于0.05%。 内流问题进口处的湍流强度取决于上游流动状态。如果上游是没有充分发展的未受扰流动，则进口处可以使用低湍流强度。如果上游是充分发展的湍流，则进口处湍流强度可以达到几个百分点。 如果管道中的流动是充分发展的湍流，则湍流强度可以用公式(8-2)计算得到，这个公式是从管流经验公式得到的： I=u’/u_avg=0.16*Re_DH^-0.125 (8-2) 其中Re_DH是Hydraulic Diameter（水力直径）的意思，即式(8-2)中的雷诺数是以水力直径为特征长度求出的。 （2）湍流的长度尺度与水力直径 湍流能量主要集中在大涡结构中，而湍流长度尺度l则是与大涡结构相关的物理量。在充分发展的管流中，因为漩涡尺度不可能大于管道直径，所以l 是受到 管道尺寸制约的几何量。湍流长度尺度l 与管道物理尺寸L关系可以表示为： l = 0.07L (8-3) 式中的比例因子0.07 是充分发展管流中混合长的最大值，而L则是管道直径。在管道截面不是圆形时，L可以取为管道的水力直径。 湍流的特征长取决于对湍流发展具有决定性影响的几何尺度。在上面的讨论中，管道直径是决定湍流发展过程的唯一长度量。如果在流动中还存在其他对流动影响更大的物体，比如在管道中存在一个障碍物，而障碍物对湍流的发生和发展过程起着重要的干扰作用。在这种情况下，湍流特征长就应该取为障碍物的特征长度。

第9章 湍流基础

第9章湍流基础 透平叶栅中的流动是一种性质极为复杂的流动，由于在现代透平中流动的雷诺数很高，同时透平转子对流动的强烈影响，都使得流道中的实际流动呈现湍流状态]1[。如果仍然采用层流模型进行数值研究，结果与真实值间的差距就会加大。此外，湍流其本身也是一个很复杂的问题，一方面它是流体力学领域中尚未解决的问题之一；另一方面，在求解湍流模型的过程中还会产生很多数学上的问题]2[。如此一来，叶栅流道内的三维湍流的数值计算就吸引了众多的学者和工程技术人员。 9.1 湍流的基本概念 9.1.1 湍流的概念和基本结构 自然界中的流动问题和工程实践中所处理的各种流体运动问题更多的是湍流流动问题。如水在江河中的流动水通过各种水工建筑物、水处理建筑物的流动，管道中水的流动，污染物质在河流及海洋中的扩散，大气边界层流动等均多为湍流。湍流是不同于层流的又一种流动形态。英国的雷诺于1883年，通过其著名的圆管实验深入的揭示了这两种不同的粘性流动形态]3[。虽然一百多年来人们对湍流的研究不断深入，但是由于湍流运动的极端复杂性，它的基本机理至今仍未被人们所掌握，甚至至今仍然没有一个精确的定义。 雷诺（Osborne Reynolds,1842年—1912年）把湍流定义为一种蜿蜒曲折、起伏不定的流动（sinuous motion）。泰勒（G．I．Taylor 1886年—1975年）和冯·卡门对湍流的定义是“湍流是常在流体流过固体表面或者相同流体分层流动中出现的一种不规则的流动”。欣策（J．O．Hinze ）在他的著作“Turbulence”一书中则认为湍流的更为确切的定义应该是“湍流是流体运动的一种不规则的情形。在湍流中各种流动的物理量随时间和空间坐标而呈现出随机的变化，因而具有明确的统计平均值”。同时，在这本书中还把泰勒和卡门对湍流所下定义中提到的两种流动状况给予专门名称：“壁面湍流”表示流过固体壁面的湍流，“自由湍流”表示流动中没有固体壁面限制的湍流流动。]4[ 湍流的运动极不规则，极不稳定，每一点的速度随时间和空间都是随机变化的，因此其结构十分复杂。现代湍流理论认为]5[：湍流是由各种不同尺度的涡构成的，大涡的作用是从平均流动中获得能量，是湍流的生成因素，但这种大涡是不稳定的，它不断地破碎成小涡。换句话说，从低频的大涡到高频的小涡是一个能量级联过程，这个过程一直进行到湍动能的耗散。如果没有连续的外部能量的提供，湍流将逐渐衰退消失，但是湍流应力和平均流动的速度梯度之间的相互作用通过频谱提供能量来防止湍流的衰退，这个过程称作“湍流的生成过程”，且能量相对粘性耗散的产生率是一个测量流动均衡状态的量。 湍流流动是一种大雷诺数、非线性、三维非定常流动。它具有随机性、扩散性、耗散性、有旋性、记忆特性和间歇现象等特点，运动极不规则。为了方便研究湍流的基本特性，将湍流分为均匀湍流、各向同性湍流和各向异性湍流。均匀湍流和各向同性湍流是湍流中最简单而且在理论上研究最多的。所谓均匀湍流是指湍流场中任何一点同一方向的速度分量的均方值处处都是相等的，任何两点的速度相关只与该两点的相对位置有关；各向同性湍流是指湍流的湍动速度分量及其对空间导数的平均值不受坐标系在空间的方位而改变。实际的湍流，一般都是非各向同性的。这是由于尺度大的湍动运动的速度受到平均运动流场的影响。但对于尺度很小的湍动运动，湍动的特性不直接依赖于平均运动流场的性质，具有各向同性的特征。因此研究这种局部各向同性的湍流具有重要的理论和实际意义。

FLUENT应用及相关问题

FLUENT边界条件使用范围 速度入口边界条件：用于定义流动入口边界的速度和标量。 压力入口边界条件：用来定义流动入口边界的总压和其它标量。 质量流动入口边界条件：用于已知入口质量流速的可压缩流动。在不可压缩流动中不必指定入口的质量流，因为当密度是常数时，速度入口边界条件就确定了质量流条件。 压力出口边界条件：用于定义流动出口的静压（在回流中还包括其它的标量）。当出现回流时，使用压力出口边界条件来代替质量出口条件常常有更好的收敛速度。 压力远场边界条件：用于模拟无穷远处的自由可压缩流动，该流动的自由流马赫数以及静态条件已知。这一边界类型只用于可压缩流。 质量出口边界条件：用于在解决流动问题之前，所模拟的流动出口的流速和压力的详细情况还未知的情况。在流动出口是完全发展的时候这一条件是适合的，这是因为质量出口边界条件假定出了压力之外的所有流动变量正法向梯度为零。不适合于可压缩流动。 进风口边界条件：用于模拟具有指定的损失系数、流动方向以及周围（入口）环境总压和总温的进风口。 进气扇边界条件：用于模拟外部进气扇，它具有指定的压力跳跃、流动方向以及周围（进口）总压和总温。 通风口边界条件：用于模拟通风口，它具有指定的损失系数以及周围环境（排放处）的静压和静温。 排气扇边界条件：用于模拟外部排气扇，它具有指定的压力跳跃以及周围环境（排放处）的静压。 速度入口边界条件 速度入口边界条件用于定义流动速度以及流动入口的流动属性相关标量。这一边界条件适用于不可压缩流，如果用于可压缩流它会导致非物理结果，这是因为它允许驻点条件浮动。应该注意不要让速度入口靠近固体妨碍物，因为这会导致流动入口驻点属性具有太高的非一致性。 压力入口边界条件 压力入口边界条件用于定义流动入口的压力以及其它标量属性。它即可以适用于可压缩流，也可以用于不可压缩流。压力入口边界条件可用于压力已知但是流动速度和/或速率未知的情况。这一情况可用于很多实际问题，比如浮力驱动的流动。压力入口边界条件也可用来定义外部或无约束流的自由边界。

基于fluent的阻力计算(流体力学公式大全)

基于fluent的兴波阻力计算本文主要研究内容 本文的工作主要涉及小型航行器在近水面航行时的绕流场及兴波模拟和阻力的数值模拟两个方面。在阅读大量文献资料的基础上，通过分析、比较上述领域所采用的理论和方法，针对目前需要解决的问题，选择合理的方法加以有机地综合运用。具体工作体现在以下几个方面： 1．本人利用FLUENT软件的前处理软件GAMBIT自主建立简单回转体潜器模型，利用FLUENT求解器进行计算，得出在不同潜深下潜器直线航行的绕流场、自由面形状及阻力系数的变化情况。 2．通过对比潜器在不同潜深情况下的阻力系数，论证了增加近水面小型航行器的深度可以有效降低阻力。通过对模型型线的改动，为近水面小型航行器的型线设计提供了一定的参考。通过改变附体形状和位置计算了附体对阻力的影响程度，为附体的优化设计提供了一定的依据。 计算模型

航行器粘性流场的数值计算理论 水动力计算数学模型的建立 根据流体运动时所遵循的物理定律，基于合理假设（连续介质假设）用定量的数学关系式表达其运动规律，这些表达式成为流体运动的数学模型，它们是对流体运动的一种定量模型化，称为流体运动控制方程组。根据控制方程组，结合预先给定的初始条件和边界条件，就可以求解反映流体运动的变量值，从而实现对流体运动的数值模拟预报，形成分析报告。 基于连续介质假设的流体力学中流体运动必须满足要遵循的物理定律: 1) 质量守恒定律 2）动量守恒定律 3）能量守恒定律 4）组分质量守恒方程 针对具体研究的问题，有选择的满足上述四个定律。船体的粘性不可压缩绕流运动，如果不考虑水温对水物理性质的影响，水的密度和分子粘性系数都是常数，同时没有能量的转换，就仅仅需要满足质量守恒定律、动量守恒定律。在满足这些定律下所建立的数学模型称为Navier-Stokes方程。 另外，自由液面的存在也需要建立合适的数学模型。本文是利用FLUENT 进行数值模拟，而软件里面关于自由液面模拟是用界面追踪方法的一种－流体体积法（VOF）,基于该方法所建立的数学模型称为流体体积分数方程。另外，高雷诺数下的水动力问题还需要考虑粘性不可压缩流体的湍流运动。对于湍流运动的数值模拟一直是流体力学数值计算的一个难点。直接数值模拟（DNS）目前还仅仅在院校中研究，而且也仅限于二维流体问题。大涡模拟（LES）向工程应用的过渡似乎还没有完成，并且就高雷诺数问题而言，对计算机硬件要求很苛刻。目前，从算法的可行性、硬件要求的可实现性、完成任务所消耗时间和人力等方面看，基于湍流模型的数值计算更为工程实际所接受。本章将会对各种湍流模型加以介绍。 粘性不可压缩流体流动数学模型 连续方程 任何流动问题都必须满足质量守恒方程即：连续方程。根据连续介质假设，单位时间内流体微团的质量变化等于同时间间隔内进入微团的总净质量。按照这一定律，连续方程数学表达式写为： （2.1） 以上是在笛卡尔直角坐标系下表示，上面给出的是瞬态可压流体连续方程。由于对于潜艇粘性流场介质的不可压缩，密度ρ为常数，引入散度算子，则方程（2.1）变成为： （2.2）式中：速度矢量V= { u ,v, w }。上式为粘性不可压缩流体运动的连续方程。 动量方程

风场上网电量折减系数明细

风电场上网电量折减明细 1）尾流修正 按风场1#微观选址报告和8#可研中的布机考虑，平均尾流损失4.21%。 2）空气密度修正 风电场区域的累年平均空气密度1.250kg/m3,按此空气密度对风力发电机组年理论发电量作出修正，空气密度折减系数为102.1%。 3）控制和湍流折减 理想情况下，风电机组随风速风向的变化而对机组的状态进行控制，实际情况是运行中的机组控制总是落后于风的变化，风机的偏航、变桨、解缆或运行方式的改变都会造成发电量损失。 每小时的湍流强度系数计算公式为：湍流强度系数=标准偏差值/平均风速值，式中标准偏差值和平均风速都用原始记录的平均值。计算出的湍流强度0.079，属中等湍流强度。 综上两条，本风场控制与湍流折减4%，即控制和湍流折减系数取96%。 4）叶片污染折减 叶片表层污染使叶片表面粗糙度提高，翼形的气动特性下降，发电量下降。本风电场处于荒漠草场地区，冬春季节风沙较

大，有时会出现极度恶劣的沙尘天气，所以叶片污染系数取5%，即叶片污染折减系数取95%。 5）风力发电机组利用率折减 考虑风力发电机组故障、检修以及电网故障，将常规检修安排在小风月，根据目前风力发电机的制造水平和本风电场的实际情况，拟订风机利用率为95%。 6）功率曲线折减 机组厂家对风力发电机组功率曲线的保证率一般为95%，由于国内的风机知道厂商的功率曲线认证和测试较不完善，因此，功率曲线折减系数取95%。 7）场用电及线损折减 由于在北方冬季较寒冷，考虑冬天取暖设备等，初步估算风场用电、输电线路、箱式变电站占总发电量的5%，取损耗折减系数95%。 8）气候影响停机折减 风电场地处纬度高，冬季气候严寒，零下三十度以上的天气占到1%，再加上零下三十度以后气温升至工作温度的时间约占总时间的3%，气候影响停机主要是由温度原因。所以考虑气候影响停机折减4%。取气候影响停机折减系数96%。 9）电网故障率折减 电网的故障、频率变动以及电网的接收能力影响到上网电量的损失。根据当地电网的情况，电网故障率折减应为2%，即电

第三章湍流模型

第三章湍流模型 湍流模型第一节前言湍流流动模型很多，但大致可以归纳为以下三类： 第一类是湍流输运系数模型，是Boussinesq于1877年针对二维流动提出的，将速度脉动的二阶关联量表示成平均速度梯度与湍流粘性系数的乘积。即： 3－1 推广到三维问题，若用笛卡儿张量（笛卡尔坐标系）表示，即有： 3－2 为DELT函数，一般i=j时为1，否则为0. 模型的任务就是给出计算湍流粘性系数的方法。根据建立模型所需要的微分方程的数目，可以分为零方程模型（代数方程模型），单方程模型和双方程模型。 （模拟大空间建筑空气流动）μt=0.038 74ρvl （模拟通风空调室内的空气流动）比例系数由直接数值模拟的结果拟合而得，其中：v为当地时均速度，l为当地距壁面最近的距离。 第二类是抛弃了湍流输运系数的概念，直接建立湍流应力和其它二阶关联量的输运方程。 第三类是大涡模拟。前两类是以湍流的统计结构为基础，对所有涡旋进行统计平均。大涡模拟把湍流分成大尺度湍流和小尺度湍流，通过求解三维经过修正的Navier-Stokes方程，得到大涡旋的运动特性，而对小涡旋运动还采用上述的模型。 实际求解中，选用什么模型要根据具体问题的特点来决定。选择的一

般原则是精度要高，应用简单，节省计算时间，同时也具有通用性。参见：湍流模型的选择资料。 FLUENT提供的湍流模型包括：单方程（Spalart-Allmaras）模型、双方程模型（标准κ-ε模型、重整化群κ-ε模型、可实现(Realizable)κ-ε模型）及雷诺应力模型和大涡模拟。 Zero-Equation Models One-Equation Models Spalart-Allmaras Two-Equation Models Standard k-e RNG k-e Realizable k-e Reynolds-Stress Model Large-Eddy Simulation Direct Numerical Simulation 包含更多物理机理每次迭代计算量增加FLUENT提供的模型选择RANS-based models 湍流模型种类示意图大涡模拟启动需要用命令：(rpsetvar ＇les-2d? #t) 第二节平均量输运方程输运过程的粘滞系数、扩散系数和热传导率，故称为输运方程雷诺平均就是把Navier-Stokes方程中的瞬时变量分解成平均量和脉动量两部分。对于速度，有： 3－3 其中，和分别是平均速度和脉动速度（i=1,2,3）类似地，对于压力等其它标量，我们也有： 3－4 其中，表示标量，如压力、能量、组分浓度等。 把上面的表达式代入瞬时的连续与动量方程，并取平均（去掉平均速度上的横线），我们可以把连续与动量方程写成如下的笛卡儿坐标系下的张量形式： 3－5 3－6 上面两个方程称为雷诺平均的Navier-Stokes（RANS）方程。他们和瞬时Navier-Stokes方程有相同的形式，只是速度或其它求解变量变成了时间平均量。额外多出来的项是雷诺应力，表示湍流的影响。