发布时间 : 星期一 文章多孔介质-Fluent模拟更新完毕开始阅读
和惯性系数。二维情况下，第二个方向没显式表示出来而是由定义的这个方向与z方向矢量确定的平面的垂直矢量。三维时，第三个方向矢量是由已经定义好的两个矢量确定的平面的垂直方向。三维问题中，第二个矢量必须与第一个矢量垂直，如果不垂直，求解器为了确保这两个矢量垂直，fluent会将第一个矢量相关的第二个矢量的组成忽略。所以你必须保证第一个方向矢量正确。
也可以使用udf来定义粘性和惯性阻力系数。书写和加载了fluent以后udf选项就可以使用了。注意必须使用DEFINE－PROFILE宏来定义系数。详细的udf资料间udf帮助文件。
当使用轴对称的旋转流动时，可以为粘性和惯性阻力定义一个附加方向组成。这个方向始终与定义的另两个矢量相切。基于密度和基于压力求解器都可以使用这个模型。
三维时，也可以使用圆锥坐标和圆柱坐标系统来定义阻力系数，如下。
注意粘性和惯性阻力系数都基于虚假速度定义。
定义阻力系数步骤如下：
1.定义方向矢量
?
在笛卡尔坐标系中简单定义1－矢量，三维时候还要定义2－矢量，没有定义的那个矢量由上面说明的方式定义。这些方向矢量对应于多孔介质的原始坐标轴。
有些问题中多孔介质的原始坐标轴与计算区域的坐标轴不一致，这时就有可能不知道多孔介质的先前方向矢量。这种情况下，三维平面工作和二维线工具就能帮助来确定这些方向矢量。
(a) \the plane tool (or the line tool) onto the boundary of the porous region. (Follow the instructions in Section 27.6.1 or 27.5.1 for initializing the tool to a position on an existing surface.) 在多孔介质区域的边界上面使用快照来使用平面或者线工具。
(b) 旋转工具轴到合适的位置。 (c) 一旦位置合适以后，点击update from plane tool或者update from line tool选项，fluent就会自动设定红色箭头防线为1－矢量，绿色箭头方向为二矢量。
?
To use a conical coordinate system (e.g., for an annular, conical filter element), follow the steps below. This option is available only in 3D cases.
(a) Turn on the Conical option.
(b) Specify the Cone Axis Vector and Point on Cone Axis. The cone axis is specified as being in the direction of the Cone Axis Vector (unit vector), and passing through the Point on Cone Axis. The cone axis may or may not pass through the origin of the coordinate system.
(c) Set the Cone Half Angle (the angle between the cone's axis and its surface, shown in Figure 7.19.2). To use a cylindrical coordinate system, set the Cone Half Angle to 0.
Figure 7.19.2: Cone Half Angle
For some problems in which the axis of the conical filter element is not aligned with the coordinate axes of the domain, you may not know a priori the direction vector of the cone axis and coordinates of a point on the cone axis. In such cases, the plane tool can help you to determine the cone axis vector and point coordinates. One method is as follows:
(a) Select a boundary zone of the conical filter element that is normal to the cone axis vector in the drop-down list next to the Snap to Zone button. (b) Click on the Snap to Zone button. FLUENT will automatically \the plane tool onto the boundary. It will also set the Cone Axis Vector and the Point on Cone Axis. (Note that you will still have to set the Cone Half Angle yourself.)
An alternate method is as follows:
(a) \region. (Follow the instructions in Section 27.6.1 for initializing the tool to a position on an existing surface.)
(b) Rotate and translate the axes of the tool appropriately until the red arrow of the tool is pointing in the direction of the cone axis vector and the origin of the tool is on the cone axis.
(c) Once the axes and origin of the tool are aligned, click on the Update From Plane Tool button in the Fluid panel. FLUENT will automatically set the Cone Axis Vector and the Point on Cone Axis. (Note that you will still have to set the Cone Half Angle yourself.)
2. 在粘性阻力下面定义粘性每个方向的阻力系数。在惯性阻力现面定义每个方向的惯性阻力。
对于高非均质多孔介质惯性阻力，激活alternative formulation选项，这个选项为非均项多孔介质计算时候提供了一个更好的稳定性。多孔介质的压降与速度的大小成正比。使用方程7.19-6推到出如下表达式：
(7.19-10)
是否使用alternative formulation依赖于计算结果时候与实验结果吻合情况。如果流场与网格曲线平行，那么是否使用这个选项将没有区别。
Section 7.19-8有详细的涉及到高非均相多孔介质模拟。
注意alternative formulation选项只能使用在压力求解器中。
If you are using the Conical specification method, Direction-1 is the cone
axis direction, Direction-2 is the normal to the cone surface (radial ( ) direction for a cylinder), and Direction-3 is the circumferential ( ) direction.
三维有三种可能的系数分类，二维有两种：
?
各向同性情况时，所有方向的阻力系数都相同，这时需要明确的设定所有
阻力系数相同。 ? 三维时如果两个方向系数相同，第三个方向不同，或者二维情况时其它两个方向都不同，必须小心设定每个方向的阻力系数。例如，如圆柱形杆在流动方向有许多小孔，这样流动就会很轻松低通过圆杆，但是其它方向的就会很少。如果一个垂直与流动方向的平板，流动就会过不去，而往其它方向流动。
?
三维情况时，有可能三个方向的系数都不相同。如多孔介质包含一系列不规则的空间物体，物体间的流动三个方向都不相同。你就需要在各个方向定义不同的系数。
取得粘性系数和惯性损失系数的方法如下：
在已知压损情况下取得多孔介质速度基于虚假速度。
当使用多孔介质模型时，必须记住多孔介质必须百分百开放，粘性阻力和或惯性阻力系数定义都必须基于这个假设。以下算例就是如何来计算惯性阻力系数的算例。
假设一个多孔板的空口面积为25％，流场经过后的压损为动力水头的0.5倍，损失系数如下：
(7.19-11)
是0.5，基于孔板的实际流速。例如开口面积为25％，计算一个合适的惯性阻力系数如下：
1. 通过空办的速度假设孔口为100％。 2. 压损系数必须被转化为单位多孔介质长度动力水头损失。
注意第一项，第一步就是计算调整以后的压力系数，是基于开口面积为100％情况下：
(7.19-12)
or, noting that for the same flow rate,
,