
我们使用DEFINE_PROFILE来分别生成二维充分发展管道流的速度、湍流动能和耗散率的profile。定义了三个独立的udf,分别是x_velocity、k_profile和dissip_profile ,这些函数连接在一个C源文件中,可以在ANSYS Fluent中解释或编译。1/7幂律用于指定X速度分量:

其中,v_x,free为来流速度的X分量(本例中设为常数),

假定湍流动能从近壁值的值

线性变化到自由流值

耗散率为


摩擦速度和壁面剪切力为:

由Blasius方程估算摩擦系数为:

/********************************************************************** Concatenated UDFs for fully-developed turbulent inlet profiles ***********************************************************************/
#include "udf.h"
#define YMIN 0.0
/* constants */
#define YMAX 0.4064
#define UMEAN 1.0
#define B 1./7.
#define DELOVRH 0.5
#define VISC 1.7894e-05 #define CMU 0.09
#define VKC 0.41
/* profile for x-velocity */
DEFINE_PROFILE(x_velocity,t,i)
{
real y, del, h, x[ND_ND], ufree;
/* variable declarations */
face_t f;
h = YMAX - YMIN;
del = DELOVRH*h;
ufree = UMEAN*(B+1.);
begin_f_loop(f,t)
{
F_CENTROID(x,f,t);
y = x[1];
if (y <= del)
F_PROFILE(f,t,i) = ufree*pow(y/del,B);
else
F_PROFILE(f,t,i) = ufree*pow((h-y)/del,B);
}
end_f_loop(f,t)
}
/* profile for kinetic energy */
DEFINE_PROFILE(k_profile,t,i)
{
real y, del, h, ufree, x[ND_ND];
real ff, utau, knw, kinf;
face_t f;
h = YMAX - YMIN;
del = DELOVRH*h;
ufree = UMEAN*(B+1.);
ff = 0.045/pow(ufree*del/VISC,0.25);
utau=sqrt(ff*pow(ufree,2.)/2.0);
knw=pow(utau,2.)/sqrt(CMU);
kinf=0.002*pow(ufree,2.);
begin_f_loop(f,t)
{
F_CENTROID(x,f,t);
y=x[1];
if (y <= del)
F_PROFILE(f,t,i)=knw+y/del*(kinf-knw);
else
F_PROFILE(f,t,i)=knw+(h-y)/del*(kinf-knw);
}
end_f_loop(f,t)
}
/* profile for dissipation rate */
DEFINE_PROFILE(dissip_profile,t,i)
{
real y, x[ND_ND], del, h, ufree;
real ff, utau, knw, kinf;
real mix, kay;
face_t f;
h = YMAX - YMIN;
del = DELOVRH*h;
ufree = UMEAN*(B+1.);
ff = 0.045/pow(ufree*del/VISC,0.25);
utau=sqrt(ff*pow(ufree,2.)/2.0);
knw=pow(utau,2.)/sqrt(CMU);
kinf=0.002*pow(ufree,2.);
begin_f_loop(f,t)
{
F_CENTROID(x,f,t);
y=x[1];
if (y <= del)
kay=knw+y/del*(kinf-knw);
else
kay=knw+(h-y)/del*(kinf-knw);
if (VKC*y < 0.085*del)
mix = VKC*y;
else
mix = 0.085*del;
F_PROFILE(f,t,i)=pow(CMU,0.75)*pow(kay,1.5)/mix;
}
end_f_loop(f,t)
}


可以看出速度、湍流动能和湍流耗散率分布符合预期值,其中,速度、湍流动能是对称的,而湍流耗散率不是对称的。
案例文件关注公众号获取“CFD流”
关注我,我有一万个CFD故事讲给你听