充气层 — CAE术语解说
充气层
老师,在CFD网格中常听到充气层这个概念,它到底是为了什么?
定义
请先为我讲解一下基础知识。
充气层是在墙面附近堆积薄层单元(棱柱单元)的网格结构。为了准确捕捉墙面附近的边界层,需要在垂直于墙面的方向上放入细小的层。
为什么一定要在墙面附近细化网格呢?
因为流体在墙面处的速度为零(无滑动条件),所以墙附近的速度会急剧变化。如果不能准确捕捉这种边界层内的速度梯度,壁面剪应力和热传递系数的计算结果就会出错。y+的值是否满足壁函数的要求,这是决胜的关键。
网格生成中的作用
经常听到y+这个概念,具体要设置到多少比较好呢?
使用壁函数时y+≈30~100为基准,使用壁面直接求解的低Re模型时y+≈1为基准。以汽车空气动力学分析为例,车身表面通常会设置y+≈50的充气层,一般放入5~10层。
还要设置层的成长率对吧?
是的。确定初始层厚后,按成长率1.2这样的数值依次增加厚度。成长率过大的话,单元的长宽比会急剧变化,计算精度就会下降,所以实际工程中1.1~1.3这个范围比较合适。
相关术语
请介绍一下相关的术语。
充气层的设计确实是影响CFD精度的关键因素呢。我一定要记住检查y+的分布。
没错。分析完成后,尝试用等值线图显示y+的分布吧。养成检查预期与实际是否一致的习惯很重要。
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