湍流普朗特数

科技工作者之家 2020-11-17

湍流普朗特数是湍流模式下表明边界温度和流动边界层的关系,反映的是流体的物理性质。

定义公式湍流普朗特数定义公式如下图所示:

圆柱绕流近尾迹的湍流普朗特数加热圆柱后的流场温度比环境温度高1 ℃左右,对流场影响很小。自制的X 热线和一根冷线相结合的三线探头测量速度和温度的脉动,并用激光测振仪测量了该柱体的振动情况。结果表明,在自由振动后的尾迹中,湍流脉动引起的能量输运能力比动量输运能力强。

圆柱绕流的近尾迹湍流是高度有组织的流动结构。多年来的研究表明,在有相干结构的湍流中,输运能量的能力大于对动量输运的能力,即湍流普郎特数小于1。在湍流的混合层中,测得的湍流普朗特数在0 .5 左右,甚至更小。定性上讲,湍流结构相关性强,湍流普朗特数就小。1

更改Fluent中的湍流普朗特数在流场的入口、出口和远场边界上,用户需要定义流场的湍流参数。在FLUENT中可以使用的湍流模型有很多种。在使用各种湍流模型时,哪些变量需要设定,哪些不需要设定以及如何给定这些变量的具体数值,都是经常困扰用户的问题。在边界上设置均匀湍流参数的方法,湍流参数在边界上不是均匀分布的情况可以用型函数和UDF(用户自定义函数)来定义。

相关实际应用圆柱绕流在工程中的应用很多,如热交换器,核反应堆中都有这类流动.流体与结构的耦合作用影响到尾迹,尤其是近尾迹中能量和动量的输运,通过对圆柱近尾迹中换热特性的研究,可以进一步了解流场特征,为工程设计和应用服务.同时,在工程计算中,特别是用混合长度模型或k -ε模型对二维湍流边界层、管道或槽道湍流流动进行计算时,需用湍流普朗特数把动量与能量输运过程联系起来。2

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学

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