壁面法则 — CAE术语解说

壁法则（law of the wall）是描述壁面附近湍流边界层速度分布的普遍法则。壁函数是利用该法则节约CFD壁面附近网格的技术手段。也就是说壁法则是理论，壁函数是其应用。

有两个区域：u⁺=y⁺（粘性底层，y⁺<5）和u⁺=(1/κ)ln(y⁺)+B（对数律区域，y⁺>30～50）。κ≈0.41（卡门常数）、B≈5.2是普遍常数。令人惊异的是，无论是圆管还是翼面，只要是湍流，这个法则都成立。

壁面距离按壁面剪切速度uτ和动粘度ν无量纲化的值。y⁺=yuτ/ν。在CFD中使用壁函数时，要使第一个单元中心的y⁺≈30～100；使用低雷诺数型模型时则需y⁺≈1。

求解后在壁面上显示y⁺的等值线图是标准做法。如果存在不符合目标范围（例如使用壁函数时的30～100）的区域，需要调整膨胀层的第一层厚度重新生成网格。这个确认步骤很容易被忽视，但对壁面附近的精度至关重要。

κ≈0.41和B≈5.2是对数律的壁上刻着的数字。做湍流分析的工程师应该铭记于心。