Gamma ReTheta 转换模型参考

使用 Gamma-ReTheta 转换模型,可以对湍流间歇性 γ 和转换动量厚度雷诺数 Reθt¯ 进行求解,以预测湍流边界层中转换的开始。

理论请参见 Gamma ReTheta 转换模型。
提供方式[物理连续体] > 模型 > 转换
节点路径示例连续体 > 物理 1 > 模型 > Gamma-ReTheta 转换
要求
  • 湍流:雷诺平均纳维-斯托克斯*
  • 雷诺平均湍流:K-Omega 湍流
  • K-Omega 湍流模型:SST (Menter) K-Omega
  • 湍流:分离涡模拟
  • 分离涡模拟:SST (Menter) K-Omega 分离涡
属性请参见属性。
激活模型控制(子节点)
  • 交叉流参数(可选,请参见交叉流项)
  • 转换开始雷诺数相关性(可选,请参见相关法)
  • F_长度相关性(可选,请参见相关法)
  • Re_crit 相关性(可选,请参见相关法)
  • Re_theta_t 相关性(可选,请参见相关法)
初始条件
  • 间歇性
请参见初始条件。
区域输入请参见区域设置。
求解器
  • GammaReTheta 转换
请参见求解器。
监视器
  • 间歇性
  • ReTheta_t(已传输转换动量厚度雷诺数)
场函数
  • Effective Intermittency(有效间歇性)
  • F 长度相关性
  • 间歇性
  • ReThetaCrit Correlation(ReThetaCrit 相关性)
  • 单位耗散率雷诺数
  • 转换动量厚度雷诺数
  • 湍流强度
请参见场函数。

属性

对流
控制对流格式。
  • 一阶:选择一阶迎风对流格式。
  • 二阶:选择二阶迎风对流格式。
交叉流项
控制是否应用固定交叉流不稳定性的相关性。相关性表示由高度为微米阶次的表面粗糙度触发的转换。

打开时,Simcenter STAR-CCM+ 在已传输转换动量厚度雷诺数 Reθt¯ 的方程中加入 Eqn. (1502) 的交叉流项。默认设置为关闭。

交叉流参数
子节点提供模型常数 C_scf,即 Eqn. (1502) 中的 CSCF,和以米为单位的交叉流诱导粗糙度高度 h(m),即 Eqn. (1505) 中的 h。

激活此选项时,会将雷诺数相依性引入 Gamma ReTheta 模型。

Sigma_f
系数 σf,请参见 Eqn. (1485)。
ca2
系数 Ca2,请参见 Eqn. (1491)。
ce2
系数 Ce2,请参见 Eqn. (1491)。
最小间歇性
已传输变量 γ 允许的最小值。适当的值是一个大于计算机最小浮点数的较小数值。
二阶梯度
忽略或包括用于扩散的边界二阶梯度和/或网格面上的内部二阶梯度。
  • 打开:包括两个二阶梯度。
  • 关闭:排除两个二阶梯度。
  • 仅限内部:仅包括内部二阶梯度。
  • 仅限边界:仅包括边界二阶梯度。
相关法
选择如何指定 和 Reθc Flength 的相关性。
  • Suluksna-Juntasaro:使用内部指定的相关性(请参见 Eqn. (1515)、Eqn. (1533) 和 Eqn. (1534))。
  • 用户场函数:使用由用户指定场函数定义的相关性。
    转换开始雷诺数相关性
    控制用于 的相关性的子节点。Reθt
    • 已修正:选择 Eqn. (1515) 的 Reθt 相关性。
    • 已修正 NZPG:选择 Eqn. (1530) 的 Reθt 相关性。
    • 原始:选择 Eqn. (1514) 的 Reθt 相关性 。
    • 原始 NZPG:选择 Eqn. (1525) 的 Reθt 相关性。
    • Abu-Ghannam & Shaw:选择 Eqn. (1513) 的 Reθt 相关性。
    • Abu-Ghannam & Shaw NZPG:选择 Eqn. (1522) 的 Reθt 相关性。
    • 用户场函数:可通过用户定义场函数来指定 。Reθt激活 Re_theta_t 相关性子节点。
    F_长度相关性
    用于定义 Flength 相关性的场函数的子节点。
    Re_crit 相关性
    用于定义 相关性的场函数的子节点。Reθc
    Re_theta_t 相关性
    用于定义 相关性的场函数的子节点。Reθt
Sigma_ReTheta
系数 σθt,请参见 Eqn. (1496)。
ca1
系数 Ca1,请参见 Eqn. (1486)。
ce1
系数 Ce1,请参见 Eqn. (1486)。
cTheta_t
系数 Cθt,请参见 Eqn. (1497)。
s1
系数 s1,请参见 Eqn. (1493)。
Conset1
系数 Conset1,请参见 Eqn. (1490)。
ReThetaT 最小值
已传输变量 允许的最小值。Reθt¯默认值为 20。

初始条件

间歇性
指定已传输变量 γ 的标量分布值。

区域设置

应用于流体区域。

转捩模型源选项
控制是否要自定义 Gamma ReTheta 转换模型的源项。
间歇性 γ 和转换动量厚度雷诺数 Reθt⁡¯ 的默认源项定义如下:
  • 对于间歇性:Sγ,default=Pγ−Eγ,请参见Eqn. (1485)。
  • 对于转换动量厚度雷诺数:SReθt¯⁡,default=Pθt+DSCF,请参见Eqn. (1496)。
方法对应值节点
默认

使用默认源项。

无。
指定

用于将默认源项替换为指定的源项。

间歇性源
指定 γ 的源项。
间歇性源导数
对于间歇性源(即 γ 的函数),指定源相对于 γ 的导数。
转捩 Re-Theta 源
指定 Reθt¯ 的源项。
转捩 Re-Theta 源导数
对于转捩 Re-Theta 源(即 Reθt¯ 的函数),指定源相对于 Reθt⁡¯ 的导数。
注Simcenter STAR-CCM+ 在离散非线性输运方程的线性化中使用源导数。强烈建议指定导数,以便提高求解的稳定性和收敛速率。

Gamma ReTheta 转换求解器

此求解器控制激活 Gamma ReTheta 转换模型的所有连续体中该模型的求解。

对于每个已传输变量 和 ,求解更新涉及的基本步骤如下所示:γReθt¯

  • 更新边界条件。
  • 计算重构梯度和网格单元梯度。
  • 使用 K-Omega 模型公式中描述的离散化方法来创建线性方程组。
  • 计算残差和以监视收敛:
    R=∑cells |r|
  • 对线性系统求解。
  • 更新已传输变量场。
亚松弛因子
每次迭代时,控制新计算的求解取代旧求解的范围。默认值为 0.8。有关理论背景,请参见有限体积离散中的 Eqn. (886)。
冻结重构
开启时,Simcenter STAR-CCM+ 不会在每次迭代时更新重构梯度,而是使用上一次迭代更新的梯度。激活保留临时储存与此属性结合使用。默认情况下,此属性处于关闭状态。
归零重构
开启时,求解器在下一次迭代时会将重构梯度设为零。此操作意味着,用于迎风的面值 (Eqn. (871)) 以及用于计算网格单元梯度的面值(Eqn. (883) 和 Eqn. (884))将变为一阶估计值。默认情况下,此属性处于关闭状态。如果开启此属性之后关闭它,则求解器将在下一次迭代时重新计算梯度。
冻结求解器
开启时,求解器在迭代过程中不更新任何物理量。该选项默认情况下关闭。这是一个调试选项,由于缺少储存,它可能导致不可恢复的错误和错误的求解。有关详细信息,请参见有限体积求解器参考。
保留临时储存
开启时,Simcenter STAR-CCM+ 将保留求解器在迭代期间生成的额外场数据。保留的特定数据取决于求解器,且在后续迭代期间可用作场函数。默认情况下关闭。有关这些场函数的完整列表,请参见 通用求解器场函数。

场函数

Effective Intermittency(有效间歇性)
已传输变量 γeff,请参见 Eqn. (1495).
F 长度相关性
的指定相关性Flength,请参见Eqn. (1534).
间歇性
已传输变量 γ,请参见Eqn. (1485)。
ReThetaCrit Correlation(ReThetaCrit 相关性)
Reθc 的指定相关性,请参见 Eqn. (1533)。
单位耗散率雷诺数
比耗散率雷诺数 ,请参见 Eqn. (1501)。Reω
转换动量厚度雷诺数
已传输变量 ,请参见 Eqn. (1496)。Reθt¯
湍流强度
湍流强度,定义为 I=2/3k/U