求助：Fluent中沿程阻力系数如何确定【急求】

ayujaylp

本人接触Fluent不久，现被卡在一个问题许久，在此向各位高手求助，希望有好心人帮忙，在此先行谢过了！希望各位高手多多指导，这个问题我真的急需解决！

  我的问题在于如何从模拟结果中得到沿程阻力系数（摩擦阻力系数），我的工况是10mm内径的圆管，流体是水，层流流动，雷诺数为400.
  通过Report中的Surface Integrals中Area-Weighted Average再选择Skin Friction Coefficient，那所需要测定的面应该选哪个或者哪些面？
  如果选的是壁面，并且是稳定后层流的壁面，这样得到的阻力系数与雷诺数的成绩f*Re与层流理论值相差甚远。而读出压差后通过范宁公式f=2*△P*d/l*ρ*u^2得到f或者读出壁面剪切力力通过公式f=8*τ/ρ*u^2得到的f，则能够较好的符合f*Re=64。改变流速以改变雷诺数后的模拟结果仍是这样。
  现在就想知道在fluent中可否直接读出摩擦阻力系数？如果可以，应该如何设置？如果不可以，那稳定后的层流段可以用以上公式计算，但是如果流道较短，层流没稳定，不满足范宁公式，应如何得到摩擦阻力系数？
  希望能得到好心人的解答！如果能附上例子说明更好了！希望大家伸出援助之手！~~

caidao001

我觉得有可能是参考值的问题，因为fluent中所有的系数都是用参考值算出来的。
比如翼型的升力系数，涉及到参考速度、参考长度等。希望能帮到你

ayujaylp

能具体点么？参考系的值对于这种简单的圆管流动也需要设置吗？怎么设置？

浪子轻狂

不要用fluent统计的系数，输出剪切力，自己算。

ayujaylp

嗯，我现在就是用这种方法算的，对于充分发展的常规圆管内的层流是比较符合理论的，用公式f=8*τ/ρ*u^2计算，可是这个公式是否有使用限制？
像我所说的，用在入口段层流发展的时候能否适用？或者用在微通道内能否适用？若不能的话在上述情况怎么得到f？

ayujaylp

希望能够得到你的帮助 ~
真的是卡了我很久了，也想不通，谢谢了~

caidao001

对于圆管，雷诺数的参考长度应该用圆管直径，参考速度为按体积流量的平均流速。我感觉fluent的表面摩擦系数的公式应该是cf=tao/(1/2*rho*v^2)，其中tao应该是剪应力，rho是参考值中的密度，v是参考值中的速度。所以cf在壁面上的分布和wall shear stress一样的，只是值不同而已。

[ 本帖最后由 caidao001 于 2013-1-15 13:14 编辑 ]

caidao001

如果按照f=8*τ/ρ*u^2这个公式只要设置好参考速度和参考密度，那么cf和f就只差4倍了？

[ 本帖最后由 caidao001 于 2013-1-15 13:14 编辑 ]

ayujaylp

Cf和f确实是差4倍没错，对于圆管f为64，cf为16~只是不知您所说的这个公式可否用于层流发展段，还是只能用在层流稳定后？还有这个公式对于微笑通道内的流动还适用吗？

caidao001

原帖由 ayujaylp 于 2013-1-15 18:08 发表

                               
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Cf和f确实是差4倍没错，对于圆管f为64，cf为16~只是不知您所说的这个公式可否用于层流发展段，还是只能用在层流稳定后？还有这个公式对于微笑通道内的流动还适用吗？

Cf的定义式应该是通用的，f的定义式好像是f=dp/(l/d*1/2*rho*v^2)，那么f=8*tao/(rho*v^2)在入口段就应该不能用了。不知道您说的微小管道有多微小，一般满足连续介质条件都可以用一般流体力学方程求解。不适用的情况，我所知道的是气体的平均自由程与管径相当时，N-S方程不再适用引起的。

ayujaylp

嗯，谢谢楼上的解答~
那对于过渡段来说呢？我用Fluent模拟的时候应选湍流模型还是层流模型？两类模型对同一雷诺数算出的剪切力相差很大啊~

ayujaylp

那对于过渡段来说Fluent模拟的时候应选湍流模型还是层流模型？两类模型对同一雷诺数算出的剪切力相差很大啊~

horse52

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caidao001

原帖由 ayujaylp 于 2013-1-20 11:02 发表

                               
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嗯，谢谢楼上的解答~
那对于过渡段来说呢？我用Fluent模拟的时候应选湍流模型还是层流模型？两类模型对同一雷诺数算出的剪切力相差很大啊~

我觉得这个和入口的湍流度有很大关系吧。如果入口本来就有很大湍流度，全湍流模型应该比较好吧；如果入口湍流度不大，应该会有一段边界层是层流状态吧。理论分析来说，可能是这样的。但是实际问题我也没见过，不好说。