壁函数 — CAE术语解说

问得好。墙面附近的速度梯度非常陡峭，如果要精确求解那里的流动，就必须使用极其细密的网格。计算成本会爆炸式增长，所以我们用"壁函数"进行近似，以节省计算量。

大体上说，利用墙面附近速度分布遵循"对数律"这一经验知识。将第一层网格单元的中心设在y+约为30~300的范围，用对数律来估算墙面的剪应力。这样即使不直接求解墙面，也能获得相当的精度。

CFD中分析汽车外部空气动力学是典型的例子。如果要在y+=1处求解整个车体，可能需要数亿个网格单元。使用壁函数的话，只需数千万个单元，计算时间能缩短到原来的十分之一以下。

在流动不分离的区域，壁函数能给出相当好的结果。但在逆压力梯度强的区域或发生分离的地方，对数律本身就不适用了，精度会大幅下降。这就是壁函数的局限性。对数律的方程式是这样的。

完全正确。如果y+降到30以下还继续使用壁函数，会被迫用对数律来近似缓冲层，结果就会出错。养成在后处理时必查y+分布的习惯是个好办法。