ok, 那么接下来我们来了解一下弗伦特当中的川流模型。 那么相信这个流体力学相关专业的同学啊,都在上学的时候做过这样一个实验,圆管的流动状态,这个实验呢就是在这样一个相对来讲粗一点的 圆管当中通水,然后呢从这个某一个位置引这样一个细的管管子啊,这样一个细管,然后这个里面呢通这个有颜色的液体,然后我们来观察这个有颜色的液体进入到圆管之后啊,他的一个流动的情, 嗯,当这个圆管的流动速度比较慢的时候,我们可以看到这个有颜色的蓝色的这个流体进入到这个大的流畅区之后呢, 他是沿着一条固定的线啊进行一个流动,非常的稳定啊,不会随着这个位置的变化而更改他的这个形态,那么这种情况呢,我们就称之为层流, 那么流体在这个管道当中,每一层之间他是各自流动的,层一层之间呢不会发生 物质的一个交换,所以呢这个有颜色的流体呢进入到这个区域,那他在哪一层他就永远在哪一层,不会到其他, 我们看到的也就是这个蓝色的液体是一个不动的状态。最后呢我们增加啊这个圆管内部它的一个流动速度,可以看到这个蓝色的液体呢,就会在下游区域啊有一定的抖动, 但是整体来讲还是,嗯偏向于一个丝状吧,就是有一点小的颤动,但是可能又又回复到呃成流那种状态,这个时候我们称之为转列, 可以简单理解为这个速度增加之后,他的流动呢有了一些变化,不是完全的成流了, 当然这个也不是完全的川流,他介于层流跟川流之间的一种状态啊,我们称之为转列流,那这个时候呢, 层与层之间呢,偶尔会发生一些交换,但是呢并不是一个常态,随后我们再增加这个流动的速度, 那当这个流动速度增加到一定程度的时候,我们可以发现这个蓝色的液体啊,进入到流体区之后,很快呢就完全均匀的混合在这个嗯,透明的这个 流体当中了啊,就是说他下游的整个区域呢,都是蓝色,而且你从各个角度来看呢,就是都一样,就很分散呢,很均匀很均匀, 这个时候我们称之为团流啊,团流的话呢,就是流体呢,已经不分层了,层和层之间呢啊,会有一个啊非常明显的混合的一个情况,这就是这个流体层流、转列 还有川流的这样一个实际的现象。那么 cfd 流体力学呢,他之前我也讲过,他的难度呢是要比结构力学要稍微大一些,主要就是大在这个川流上,流体呢,在 嗯,常规的流动当中呢,存在这样一些不确定性,导致川流这些呢,想要计算的很准确,很精确,是有难度的是, 那么如何来判断一个流动是川流还是层流呢?这个时候我们就引入一个叫做雷诺术的概念啊,这个雷诺术呢,就是为了纪念流体力学科学家雷诺给他命名的这样一个无量钢术。 楼梯里面有很多无量钢树啊,就是他没有单位,单位是一 a 诺树呢,就是最著名的,也是可以认为是第一 一个啊,流体力学的这个无良要素,这个人道术的表达是呢,等于这个密度速度乘以特征尺寸,然后处于这个粘性 分子呢,我们称之为他的惯性力啊,分母让我们称之为叫年性力, 所以很多时候我们把这个雷诺树呢,也称之为惯性力和年性力之比,当这个冠性力占主导,就冠性力比较大的时候呢,我们这个雷诺树就比较大,粘性力占主导,那么雷诺树就比较小, 这个密度速度都很好。说特征尺寸的话呢,一般就是像这个如果说是内流厂,就是圆管的直径啊,或者是一些其他形状管道的水域直径啊,如果是外流厂的话,就是绕过这个障碍物的一个特征尺寸, 然后要是沿着一个表面的话呢,这个他就是这个表面的一个长度,这就是这个 l 这么一个特征尺寸的一个概念啊。不同的流动场景,这个特征尺寸所取得值呢,也不一样。 这个雷诺术的话呢,通过战略攻势可以进行计算啊,原则上每一个流动的场景呢,都有一个定的雷诺术。 当零头数大于五十万,当他沿着一个表面 alongsters, 他的零头数大于五十万的时候呢,我们就认为他是一个完全发展的川流。 同样的道理,当他绕过一个障碍物的时候,他研究数大于,嗯,两万就是一个他流。那对于内流厂的话呢?嗯,通常我们认为大于两千三,或者也有一些文献是两千两百五啊, 有相关的这个数据吧,就是认为是川流了,川流,嗯,有人问,那这个两千一就是层流是吗?啊,不是的,这个只有几百,可能也就一二百吧才算是层流啊, 在这个川流不超过两千三,这一定是川流,但是小于两千三呢?啊,不是川流,他也是转列,只是不是充分发展的川流而已啊。嗯,他肯定不是层流,可能只有这个小到几百才能算是层流, 这个需要注意一下。那对于这个自然对流的话呢,他也存在这个川流的现象,只不过这个就不通过磊诺数来判定的。自然对流是通过我们的这个瑞丽数和这个普朗特数啊,进行一个判断,他们两个比值如果大于十的九次方呢,他就是一个冲 充分发展的啊,川流。在这多说两句吧,就是这个自然对流的话呢,嗯,对于大多数的一些散热的问题啊,啊,就是自然这种散热这种问题的话呢,我们经过测算这个锐意数吧,发现这个他和普朗特数的这个比值 很少能达到十的九次方,大部分都是十的六次方,是十的六次方,七次方,八次方这样一个范围。 嗯,那么根据这个流体力学的基本理论啊,这个小于十的六次方的认为是层流啊,大于十的九次方是川流,中间全是转列, 这也是自然退流不好算的一个原因啊。你都知道转列是最难算的,如果是层流可能要好算一些,完全发展的川流呢,也好算一些,就怕他既不是这个层流,也不是完 发展的川流。在中间这块是一个转列,那算起来就不好算了,需要网格很密才可以。 ok, 那么这就是雷诺树跟川流进行判定的一个方法。 以上呢,就是关于这一次课的一个该要介绍,如果您对这次课有兴趣,那么请一键三连。 如果你在学习的过程当中遇到哪些问题,也可以在评论区留言,我会定期为大家回复与答疑,您的支持是我更新课程的最大动力。
粉丝1.1万获赞1.5万

大家好啊,这是一个关于周期边界条件的应用啊,这里是一个交错管式换热器啊,我们来简单看一下他的这个边界条件,这个 a 和 c 这两边他是一个周期性边界,然后 b 和 d 这个两个半圆弧,他是一个管道的上啊,管道两个管道的地面啊,剩下的这个 e 啊,这四条边他是一个对称边 啊。今天我们重点要看一下福论在福如何在福论这里面啊,这个就是网格模型画好了,这个就是这个模型画好的网格。然后呢,今天我们重点要来再学习一下啊,怎样在福论这里面如何去创建这个周期性边界。首先我们来检查一下这个边界条件,我们来看一下 编辑条件,编辑里面,嗯,我们看一下这两个编辑的 id, 首先第一步我们要看看检查一下这个 id, 这个左边的这个周期编辑的 id 是五,右边这个周期编辑的 id 是六,因为我们待会儿在控制台,嗯,操作的时候我们需要用到的, 下面输入看一下创建周期编辑,创建周期编辑,刚才周期编辑两个 id, 我们应该是记住一个是五,一个是六,那我们现在要在这个后台输入定义,定义区域 摆动,然后创建创建周期输好之后我们直接按回车键,然后这个刚才,嗯,周期编辑的 id, 第一个是五,我们看下一个是六, 说好之后我们同样按回车键,回车之后这里有一个,呃,有,有一个问,我们有一个问题,他说我们这个是不是就是不是旋转的中心边界,那我们这里肯定是不是的,所以要输入 no, 再按回车,然后这个,呃创建周期边界吗?这个叶子,然后继续回车,不用管,后面这个也是自动不用管。 是回答,这就是这一句话,是自动检测平行时量,也是 yes, 回车,然后就我们的周期边界创建好了,这里就这一句话,我们看看现在周期边界稍微有一点变化,我们刚才看到有一点点变化,看到这个周期边界有左右两个部分,现在就只剩下左边这个啊,周期边界 后面,下面我们这就创建好了,下面我们直接看这个模型的设置,模型设置比较简单,这是一个能打开能量方程,然后这个,嗯,是一个层流,我们这个流体我们用的是液态的水,我们在数据库里面找到液态的水,然后复制关闭,修改关闭, 我们把计算率里面的这个流体,我们把它改成液态的水。编辑,我们重点来看一下这个编辑的设置,内部我们不需要设置这个周期编辑的话,我们仔细看一下,选中之后这下面有一个周期编辑条件,在这里,我们把它点开,这个地 着急给你了解。首先定义它的类型,它是一个质量流,所以我们这里把它啊选中这个质量流定义,然后这个地方质量流率是零点零五,温度也要改一下,温度是二百九十八, ok, 嗯,对称边对称的部分,我们不要设计两个壁面的温度都是三百四十三,这个圆柱壁面,这里温度三十三 k, 然后下面也是 三百四十三 k, 应用关闭,嗯,下面看一下这个求解方法,求解方法里面这个都不用改,把这个改一下,改成个人钢丝 load based, 而且以后这个把残渣残差调小一点。 嗯,看一下,我们用混合初始化,这上面已经 我们说实话是完成的,说实话完成我们这里有一个佩奇操作,嗯,看着这个温度,温度二百九十八,然后这个是内部区域的这个这流体率的这个温度是二百九十八,然后佩奇关掉,然后计算。 嗯,雪,这里还有讲到一个怎样计算这个雷诺数,所以后面我们这里要知要求他的这个速度要把他这个速度算出来。 report 这里有个 surface 面积分,打开把这个类型改成,嗯, 改成这个最大值,点点最大值。好,这里我们把它改成速度,因为我们求雷克数的时候也要用到速度,所以我们这里是内部面的速度,流体的速度,那我们接上这个就是我们内部面的这个速度啊,这流体的这个 adit, 这是速度零点零零一九,这个值是有用的。我们大家啊,记一下后面那个数的时候会用到哪个数?怎么计算呢?我们来看一下这个哪个数,它有一个公式,它是这里有一个柔 v d 除以 me 这个地方肉是流体的密度, 这里面的肺用于就是流体的速度,这个地是,呃,特征长度管道,我们这个管道是是一个圆圆柱形的管道,圆圆形的管道,那他这个特征长度地就是他的直径, 直径是十,所以它这里面的啊,这个管道直径是零点零一米标准单位。然后流体这个水的粘度系数,这个是密度,这个都是一致条件啊,这个速度就是流体的速度,就是刚才我们,嗯计算出来的,在控制台上显示出来的这个你看到零点零一一九米每秒, 所以那根据这个公式,我们看一下这个公式,它是等于这个雷的数,是等于 ro f, 这个是 f 六, ro 乘以流体的速度 h 六,再乘以管道直径 g a 六,然后再除以流体的粘度系数 a 幺六, 这个人多数是这么多,这就是人多数的计算。下面我们简单看一下这个,嗯,看一下他的原图,看一下这个温度。温度原图, 我们再看一下它的速度用途,有点它的温度用途,简单看一下这个速度。速度用途, 嗯,今天这个视频有两个重要内容,一个是,呃,周期边界条件的创建,第二个怎样计算这个雷漏数,那我们今天的视频就录到这里。


一、层流和稳流雷诺术流体在管内流动有两种状态,层流和稳流。流体的流态与流速有关, 并且存在关联着某一临界流速。根据事业研究,临界流速位于下列因素有关,位于管境底成反比如下是低于动力粘制系数成正比如下是 低于流体密度劈成反比如下是综合上述三个因素入下是适中微等于运动年代系数批分之一塔用影响流太个因素组成一综合的无因次量数为称为为雷诺数。流体在圆管中流动, 当为小于两千三百二十时为层流,当为大于二三二零时为稳留圆管的零件雷诺数为两千三百二十。谢谢大家的关注,下期持续更新中。

嗯,下面我们就进到那个,呃,那个球体设置部分,嗯,然后立即后处理,通过一个案例啊,一个案例来后处理这个球体,这个下耳术和这个摩擦系数, 嗯,这个是跑的这个一点五五米每秒的这个 case, 呃,这是我之前跑的,我就感觉因为如果跑的时候跑的话就跑要一两个多小时,所以直接通过这个跑好的,跑好的这个 case 直接给你讲这个, 你先还是一样的,先展示一下我们的这个模型,这个是进口,这个是出口,嗯,上游段,这个是入口段, 这中间的是测试段,这一段,这一段是出口段,嗯,这是网格, 嗯,这里面是不考虑重力,不考虑重力,然后稳态球技,然后是模型设置,模型打开能量方条, 这个地方打勾就可以了。 ok, 然后这个呃看,然后模型用的是 sstk omega 模型,这个默认弗兰特提供的这种,嗯,模型就行了。 呃,模型也设置好了,我们看一下这个材料流体,就是,呃,就是这个 blint 里面数据库里面的这个,呃液态水,然后把这里面的这个悟性根据文献里面提供的这个数据数 不止改一下就可以了。这个空气没有用的,我们可以把它删掉。这个是材料,然后就是计算月里面,计算月里面这个流体,我们要把它这个材料流体材料名称改一下,改成液态的水,然后用 就可以了。这个是计算机里面重点的是这个边界里面,边界里面设置需要注意的是这个是温度啊,这个是入口,入口是一个速度入口,速度入口,我们这里的速度是零点五五米每秒,入口的温度二百九十三 k, 这是纹身提供的, 嗯,这里设置就可以了,然后关掉,嗯,内部不用设置出口,压力出口,这个也不用特别设置。然后看一下这个三个地面,入口端,地面 面测试端的地面,还有一个出口端的地面,这个呃地面设置,因为文献提供的资料,他是在嗯,在模型验证一块,他没有提到这个是这个管道,他是,他是嗯, 他就做的是一个光滑的圆管,嗯,圆形管道,他没有讲这个边界。 然后我们再看一下后面,嗯,然后方法,方法是用 simple, 其他的默认这都是二级,二级迎风,这个地方不需要改,然后残差,残差都调小了, 然后能量是一乘十的负八次,其他的都是一乘十的负六次,这个没有什么。然后就是初始化,初始化,标准初始化,从镜头开始,这个, 然后这个地方你可以这个地方到达一千四百多步左右,一千多步左右缩脸,所以你这里设置个一千八两千都行,然后开始计算就行了,这个要跑,跑两一两个小时我就不跑了。 然后我们这里直接后处理,看一下这个地方有一个 repose, 然后有一个面积分,这个地方打开, 打开,因为我们要计算努塞尔数,要用到呃热传热系数,传热系数里面要用到避免温度和流体的温度,然后这些我们要把它嗯计算出来, 然后这个磨砂系数要用到压力的插,压插也要把它倒出来,我们把它倒出来,这个是压,我们先看头像说温度,需要用到的温度 有入口的温度,这个测试在出口温度还有一个 b b 二的温度,这个就是这要用到的这个温度,我们看一下啊,我们跟这个,这个是跑到零点零点五五的,这个我们看一下, 把它放小一点看啊, 零点五五就是这这一块,这块叫零点五五的一些需要用到的, 我们看一下我们的这个传热系数,传热系数,然后卢塞尔数是等于传热系数乘以管道直径除以。呃,热导率,流体的热导率,我们看一下,这个是 等于,你看这个是等于 a 幺二十五乘以 m 三,管道直径在这上面,在这里零点零四五,然后导热系数是零点六,在这里 n 三,得出来如下耳数,这个是两个理论值的误差, 这个零点五的,然后后面这个是,这个是摩擦因子摩擦系数的误差,我们看一下,这个是看一下,这个是进口段的压力,这个是出口段压力,这个是压差, 这边是直径管的,这个是管道直径,也就是说这是根据公式来的,我就是说把它分布了啊,清晰一点,好看一点,就是这个地方,这个这前面是求的压差,后面 l d 直径除以啊,把管道长度然后除以直径, 然后除以啊,乘以密度乘以速度的平方再除以二,这个就是, 嗯,就是这一块,嗯,那个牛蛋的这一这个入口端的压压强,这是出口端的压强,然后他们两个的压差, 它是等于 t 二十五减 u 二十五这一段,然后这是分母,分母在这里啊,这是分子,分子等于它 p 出来了,然后分母是管道长度 除以管道直径乘以流体密度乘以速度的平方,再除以二,这个就是它的分母,我们来看看是不是 y 二,管道就是直径,呃,管道长 长度除以直径这个值,然后 g 二,这个是密度乘以流体密度乘以速度的平方,速度的平方在这里二十五, a 二十五,然后再除以二,然后这个就是摩擦系数,等于这个 v 等于分母,等于这个压差,压差在这里除以分子是 a b 二十五,这个数就得出了我们的这个摩擦系数就是偏差,就是这样子的,就是说我要给。

雷诺数,又称雷诺准数,一种可用来表征流动流体情况的无量缸数,适用于判别粘性流体流动状态的一个无因次数群。 雷诺数较小时,詹智力对流产的影响大于惯性,流产中流速的扰动会因毡智力而衰减, 流体流动稳定为层流。反之,若雷诺数较大时,惯性对流产的影响大于占制力,流体流动较不稳定,流速的微小变化容易发展增强,形成紊乱、不规则的挽留流场。 在不同的雷诺数范围内,流体流动不同,物体所受阻力也不同。当雷诺数低时,阻力正比于速度、粘度和特征长度。而雷诺数高时,阻力大体上正比于速度平方、密度和特征长度平方。
