[转载]fluent中升力系数，阻力系数和压力系数定义
2018-01-25 00:09阅读：
fluent中升力系数，阻力系数和压力系数定义
2011-05-02 17:41:14|
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问题：圆柱绕流在fluent中如何得到阻力系数和升力系数？具体的设置是怎样的？是要监测得到阻力和升力吗？它们分别怎么设置来得到？
答：首先要在report－reference
value里设置参考速度和长度
然后solve－monitor－force中设置监测drag，lift就可以了
阻力和升力是可以得到的，得到之后再除以1/2pV**2S就可以了
问题：fluent中升阻力系数如何定义？
答：升力系数定义：
FLUENT的升力系数是将升力除以参考值计算的动压
(0.5*density*(velocity**2)*area=0.5*1.225*(1**2)*1=0.6125)，可以说只是对作用力进行了无量纲化，对自己有用的升力系数还需要动手计算一下，report一下积分的面积和力，自己计算
。
其实本身系数就是一个无量纲化的过程，不同的系数有不同的参考值，就像计算Re数时的参考长度，是一个特征长度，反应特征即可
作为Cl、Cd也是具有特定含义的系数，参考面积的取法是特定的，比如投影面积等等，但是这个在Fluent里是没有体现的
Fluent里面你不做设置，就是照上面的帖子这样计算出来的，
并不是你所期望的参考值，自己需要设定，对需要的参考值要做在里面设定
静压（Static Pressure） P4 V# D# ]& f+
S
测量压力（Gauge
Pressure）
fluent中计算中使用的
压力？
4 `- a6 z: y) o4 O/ I5
a
操作压力（Operating
Pressure）：Pop 不可压缩流在define/operating condition中设置，默认值即1个大气压
动压（Dynamic Pressure）Pdyn = 0.5*rou*Vref^2
（rou是密度，Vref是参考速度，在report/referrence value中设置）
压力系数（Pressure coefficient） Cp =
P/Pdyn
绝对压力（Absolute
Pressure）Pabs
= P+Pop
总压（Total Pressure）Ptot
对于不可压流体：总压=静压+动压
1 T1 f/ r8 H, M
L
相对总压 Relative total pressure ？
参考压力位置（Reference
Pressure Location）：Fluent在计算过程中将gauge
pressure减去参考
压力位置处
压力，使得此处的
压力值恒为零。
在Report->Reference Values...
Area：设置为圆柱直径（注意单位为m）
Length：设置为圆柱直径（注意单位为mm）
其他保持默认就行，compute from选入口，reference zone选fluid。
|
本人比较系统地研究过圆柱绕流这一经典问题。中间经过了长时间的痛苦摸索。现将成功经验分享，有的是宝贵的原创经验。6
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希望对各位有所帮助，减少痛苦摸索的时间。. S!
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& y# p. U7 K- E9 k4 Z$ v
2 b( b: l4 d; }$ I8 N7 V2 C
一个世纪以来，圆柱绕流一直是众多理论分析，实验研究及数值模拟的对象。因为这种流动既有不固定的分离点，又有分离后的尾流和脱体涡。随着雷诺数的增加，尾流性质，脱体涡的形态有很大的变化，具有丰富的流动现象。
应观察到的物理现象
) t! o/ h3 E$ A/ V; }9 h, W*
v
图 圆柱体的St（Strouhal数）随Re（Reynolds数）变化曲线
以上数据是由A.Roshko、H.s.Ribner、B.Etkins和K.K.Nelly，E.F.Relt和L.F.G.Simmons，以及G.W.Jones等人测量得到+
Y0 b5 I. R' ?! q7 h8 f
- Y3 k# U: ) K
图
圆柱体的阻力系数Cd随Reynolds数的变化曲线
图中实曲线是由Wieselsberger,A.Roshko
测量数据绘制得到
注意观察圆柱体的St（Strouhal数）随Re（Reynolds数）的变化规律。
注意观察圆柱体的阻力系数Cd随Reynolds数的变化规律及阻力危机现象。
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' K a; |- J& h4 g/ m9 P
湍流模型的选取
FLUENT是目前国际上比较流行的商用CFD软件包。它具有丰富的物理模型，先进的数值方法和强大的前后处理功能，在航空航天，汽车设计，石油天然气，涡轮机设计等方面都有着广泛的运用。FLUENT提供的湍流模型包括：单方程（Spalart-Allmaras）模型、双方程模型（标准κ-ε模型、重整化群κ-ε模型、可实现(Realizable)κ-ε模型）及雷诺应力模型和大涡模拟。湍流模型种类如图所示。,
Y( V5 Z' y- x- d+ h
图
湍流模型种类示意图
注意！, Z$ v! p( Q/
q
二维平面模型显示的湍流模式。注意没有大涡模型（LES）
三维平面模型显示的湍流模式。注意出现大涡模型（LES）
要使二维平面模型出现LES,需要如下操作。2 U' R& G9 x' N+
J
9 r/ Q: F8 w8 k* ~: U- l* Y
在FLUENT屏幕上键入（rpsetvar % i7 D(
w0 Y: _6 P- T; E
'les-2d?' ' X5 d) m2 F5 N( p* J' Y, @6 g
#t),屏幕会出现les-2d?,然后回车即可
特别注意！
雷诺数大于100000后，二维平面模型，运用各种湍流模型(除LES外）计算，卡门涡街都将很难出现。建议此时建立三维模型，运用大涡模型（LES）进行计算。二维平面模型，运用大涡模型（LES）也能进行计算，但本人发现此时有涡脱落不对称的现象，与实际不大相符。5
o# m9 m/ }$ y1 s1 N7 D2 ]
* M3 @' V# v- Z$ ^6 q' B5
$ r2 w$ p' L4 J/ g' W$ R
网格的划分。6
o& z' T4 o/ y+ P% `8 @' L9 D
平面模型网格划分有各种方法，下面显示了两种方案,
o, }' H* M5 k( N) t& _
$ `' D+ n$ S7 `$ W: d
2 g; I6 q8 P& U4 E; ?
% K4 r$ I$ p( Q1 b% n8 v
8 ], y+ q' N. D# F
三维模型网格图+ I9 e2 W, h3 y2 I' b4 I-
v
: Z& % t% A3 [ k* ^) y% O
注意！
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时间步长的选取1
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; ?: a6 O0 ~- [* N( k; I7 @# k
注意！
一般应使一个周期内30到50步为宜。时间步长过短，导致计算时间过长，有时还可以导致计算不收敛。时间步长过长，流体的主要特征捕捉不完全。下图升力系数曲线中看出每个周期内大约计算了30步左右，比较合适。!
R3 J8 C9 x A. U
+ _/ o: s3 v! l&
O
下图显示时间步长取为0.05（可调整此参数，使一个周期内40步左右为宜）,每步的最大迭代数为40。
% d8 m: X- U6 T& n: l
) {1 Q/ j* p: l# J% A%
E
基本参数设定。/
|8 c. `- n' W: _% D4 z5 ~1 B
需要模拟卡门涡街及涡脱落现象，是非定常流动，因此在Time选项中选择非定长，在Unsteady Formulation选项中选择2nd-order Implicit时间的二阶隐式格式，以提高计算精度。
