COMSOL Multiphysics® 中的湍流仿真概述
借助 COMSOL Multiphysics® 及其附加的 CFD 模块,您可以使用各种湍流模型以及大涡模拟(LES)和分离涡模拟(DES)对湍流进行仿真。本文将对这一过程进行全面介绍。
注:如果您是使用软件模拟流体流动的初学者,请先阅读文章 层流仿真。
讨论:湍流仿真
在这个关于单相湍流仿真的简介视频中,我们首先讨论了流体流动建模和湍流建模的基本原理。随后,介绍了 COMSOL Multiphysics® 中可用的湍流模型,并讨论了它们的计算成本。
关于此视频中包含的主题概述如下:
- 湍流建模基础
- 层流、过渡流和湍流
- 湍流黏度项 (
)
- 湍流模型的计算成本
- 代数湍流模型
- 两方程湍流模型
- 单方程和三方程湍流模型
- 湍流黏度项 (
- 壁处理
- 低雷诺数壁处理的分辨率
- LES 和 DES
操作演示:湍流模拟
在下方视频中,我们演示了如何在软件中建立湍流模型。通过演示,您将看到完整的建模过程。在演示完模型设置后,我们重点介绍了湍流建模时应注意的一些重要设置和功能。
以下概括了视频中介绍的要点:
- 层流模型的设置、构建和计算
- 转换为湍流模型
- 细化网格
- 添加回流区的绘图
- 模型扩展
- 不同湍流模型的计算成本
- 壁函数概述
- 提高收敛性
- 生成新的湍流模型接口 功能
建模练习
要获得文中讨论的仿真实践经验,请使用 后台阶湍流 演示模型完成以下练习:
- 从空白模型开始,重现二维后台阶湍流模型。(您可以使用 这些演示文稿 作为指导)。
- 设置、构建并计算入口速度为 10 m/s 的模型
- 添加回流区绘图
- 扩展后台阶湍流模型:
- 使用 k-ω 湍流模型
- 比较 k-ε 和 k-ω 湍流模型的迭代次数和计算时间
请注意,本文随附的建模指导是通用的,这样您也可以获得自主解决问题的经验。您可以使用本文提供的解模型文件(演示 MPH 文件)手动检查您的模型,或使用 比较工具 找出差异。
进一步学习
要了解更多信息,请查看博客文章:我应该选择哪种湍流模型求解 CFD 问题?
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