湍流强度计算公式
(整理)FLUENT边界条件(2)—湍流设置.
FLUENT边界条件（2）—湍流设置（fluent教材—fluent入门与进阶教程于勇第九章）Fluent：湍流指定方法（Turbulence Specification Method）2009-09-16 20:50使用Fluent时，对于velocity inlet边界，涉及到湍流指定方法（Turbulence Specification Method），其中一项是Intensity and Hydraulic Diameter （强度和水利直径），本文对其进行论述。
其下参数共两项，（1）是Turbulence Intensity，确定方法如下：I=0.16/Re_DH^0.125 (1)其中Re_DH是Hydraulic Diameter（水力直径）的意思，即式(1)中的雷诺数是以水力直径为特征长度求出的。
雷诺数Re_DH=u×DH/υ(2)u为流速，DH为水利直径，υ为运动粘度。
水利直径见（2）。
（2）水利直径水力直径是水力半径的二倍，水力半径是总流过流断面面积与湿周之比。
水力半径R＝A/X (3)其中，A为截面积（管子的截面积）＝流量/流速X为湿周(字面理解水流过各种形状管子外圈湿一周的周长)例如：方形管的水利半径R=ab/2(a+b)水利直径DH=2×R (4)举例如下：如果水流速度u=10m/s，圆形管路直径2cm，水的运动粘度为1×10-6 m2/s。
则DH=2×3.14*r^2/(2*3.14*r)=2*3.14*0.01^2/(3.14*0.02)=0.01 r为圆管半径Re_DH=u×DH/υ=10*0.02/10e-6=20000I=0.16/Re_DH^0.125=0.16/20000^0.125=0.0463971424017634≈5%水力半径：润湿周长横截面积=h r ， 水力直径：h h r 4D =对圆管而言，管道直径和水力直径是一回事。
风能选址、观测和评价相关技术规定和要求
二、风能观测和评价的相关规定和要求
目前风能资源观测和评价所依据的技术规定和方法有： 目前风能资源观测和评价所依据的技术规定和方法有： 国标： 风电场风能资源测量方法》 /T18709—2002） 国标：《风电场风能资源测量方法》（GB /T18709—2002） 国标：风电场风能资源评估方法（GB/T18710-2002） 国标：风电场风能资源评估方法（GB/T18710-2002） 行标：风电场气象观测及资料审核、订正技术规范（QX/T74行标：风电场气象观测及资料审核、订正技术规范（QX/T742007，广东省气象局负责起草，2007年发布 年发布） 2007，广东省气象局负责起草，2007年发布） 风能资源评价技术规定（国家发展和改革委员会，2004年） 风能资源评价技术规定（国家发展和改革委员会，2004年 主要的技术规定和要求包括： 主要的技术规定和要求包括： 测量参数和测风数据处理 风能参数计算和分析 测风资料的延长订正 风能资源综合分析
完整性检验 数据数量应等于预期记录的数据数量。 数量 :数据数量应等于预期记录的数据数量。 数据数量应等于预期记录的数据数量 时间顺序:数据的时间顺序应符合预期的开始、结束时间， 时间顺序 数据的时间顺序应符合预期的开始、结束时间，中间应连 数据的时间顺序应符合预期的开始 续。 合理性检验 范围检验：小时平均风速范围为 范围检验：小时平均风速范围为0m/s～40m/s，小时风向范围为 °～ ～ ，小时风向范围为0° 360°。 ° 相关性检验： 高度小时平均风速差值〈 相关性检验：50m/30m高度小时平均风速差值〈2.0m/s, 50m/10m高 高度小时平均风速差值 高 度小时平均风速差值〈 高度风向差值〈 度小时平均风速差值〈4.0m/s, 50m/30m高度风向差值〈22.5゜ 高度风向差值 ゜ 趋势检验： 小时平均风速变化小于 小时平均风速变化小于6.0m/s，1小时平均温度变化＜5℃， 小时平均温度变化＜ ℃ 趋势检验：1小时平均风速变化小于 ， 小时平均温度变化 3小时平均气压变化＜1kPa。 小时平均气压变化＜ 小时平均气压变化 。 对不合理数据或缺测数据可采用同塔或邻塔的同期记录数据经分析处理 后进行插补，进行风能资源评估的有效数据完整率应达到 以上。 后进行插补，进行风能资源评估的有效数据完整率应达到90%以上。 以上
Fluent笔记
Fluent 笔记在选择网格的时候，你应该考虑下列问题：● 初始化的时间● 计算花费● 数值耗散网格质量对计算精度和稳定性有很大的影响。
网格质量包括：节点分布，光滑性，以及歪斜的角度（skewness ）。
体积为负值表示一个或多个单元有不正确的连接。
通常说来我们可以用Iso-Value Adaption 确定负体积单元，并在图形窗口中察看它们。
进行下一步之前这些负体积必须消除。
对于轴对称算例，在x 轴下方的节点数将被列出。
对于轴对称算例来说x 轴下方是不需有节点的，这是因为轴对称单元的体积是通过旋转二维单元体积得到的，如果x 轴下方有节点，就会出现负体积。
修改网格网格被读入之后有几种方法可以修改它。
你可以标度和平移网格，可以合并和分离区域，创建或切开周期性边界。
除此之外，你可以在区域内记录单元以减少带宽。
还可以对网格进行光滑和交换处理。
并行处理时还可以分割网格。
注意：不论你何时修改网格，你都应该保存一个新的case 文件和数据文件（如果有的话）。
如果你还想读入旧的data 文件，也要把旧的case 保留，因为旧的数据无法在新的case 中使用。
湍流强度I 定义为相对于平均速度u_avg 的脉动速度u^'的均方根。
小于或等于1%的湍流强度通常被认为低强度湍流，大于10%被认为是高强度湍流。
完全发展的管流的核心的湍流强度可以用下面的经验公式计算：()81Re 16.0-≅'≡H D avg u u I对于压力入口边界条件你需要输入如下信息● 驻点总压● 驻点总温● 流动方向● 静压● 湍流参数（对于湍流计算）● 辐射参数(对于使用P-1模型、DTRM 模型或者DO 模型的计算)● 化学组分质量百分比(对于组分计算)● 混合分数和变化(对于PDF 燃烧计算)● 程序变量(对于预混和燃烧计算)● 离散相边界条件(对于离散相的计算)● 次要相的体积分数(对于多相计算)速度入口边界条件需要输入下列信息● 速度大小与方向或者速度分量。
FLUENT应用及相关问题
FLUENT边界条件使用范围速度入口边界条件：用于定义流动入口边界的速度和标量。
压力入口边界条件：用来定义流动入口边界的总压和其它标量。
质量流动入口边界条件：用于已知入口质量流速的可压缩流动。
在不可压缩流动中不必指定入口的质量流，因为当密度是常数时，速度入口边界条件就确定了质量流条件。
压力出口边界条件：用于定义流动出口的静压（在回流中还包括其它的标量）。
当出现回流时，使用压力出口边界条件来代替质量出口条件常常有更好的收敛速度。
压力远场边界条件：用于模拟无穷远处的自由可压缩流动，该流动的自由流马赫数以及静态条件已知。
这一边界类型只用于可压缩流。
质量出口边界条件：用于在解决流动问题之前，所模拟的流动出口的流速和压力的详细情况还未知的情况。
在流动出口是完全发展的时候这一条件是适合的，这是因为质量出口边界条件假定出了压力之外的所有流动变量正法向梯度为零。
不适合于可压缩流动。
进风口边界条件：用于模拟具有指定的损失系数、流动方向以及周围（入口）环境总压和总温的进风口。
进气扇边界条件：用于模拟外部进气扇，它具有指定的压力跳跃、流动方向以及周围（进口）总压和总温。
通风口边界条件：用于模拟通风口，它具有指定的损失系数以及周围环境（排放处）的静压和静温。
排气扇边界条件：用于模拟外部排气扇，它具有指定的压力跳跃以及周围环境（排放处）的静压。
速度入口边界条件速度入口边界条件用于定义流动速度以及流动入口的流动属性相关标量。
这一边界条件适用于不可压缩流，如果用于可压缩流它会导致非物理结果，这是因为它允许驻点条件浮动。
应该注意不要让速度入口靠近固体妨碍物，因为这会导致流动入口驻点属性具有太高的非一致性。
压力入口边界条件压力入口边界条件用于定义流动入口的压力以及其它标量属性。
它即可以适用于可压缩流，也可以用于不可压缩流。
压力入口边界条件可用于压力已知但是流动速度和/或速率未知的情况。
这一情况可用于很多实际问题，比如浮力驱动的流动。
流体阻力计算公式
流体阻力计算公式流体阻力计算公式是用来计算物体在流体中受到的阻力的数学公式。
阻力是物体运动过程中对物体运动的削减和消耗力的一种表现。
在流体力学中，流体阻力的计算公式可以分为不同情况，包括层流阻力和湍流阻力的计算。
下面将分别介绍这两种情况下的流体阻力计算公式。
1.层流阻力计算公式：在层流条件下，当物体在流体中运动时，流体与物体之间存在着黏滞性，因此会产生黏滞阻力。
黏滞阻力的大小与流体的粘度、物体的速度、物体的形状以及液体的密度等有关。
对于小球在粘性流体中的运动，斯托克斯提出了斯托克斯定律，该定律描述了小球在稳态下受到的阻力与速度和粘度之间的关系。
根据斯托克斯定律，小球的阻力F可表示为：F = 6πηrv其中，η为流体的粘度，r为物体的半径，v为物体在流体中的速度。
对于平板在层流条件下的运动，平板的阻力F与速度v的关系可表示为：F=0.664ηLv其中，η为流体的粘度，L为平板的特征长度，v为平板在流体中的速度。
2.湍流阻力计算公式：在湍流条件下，流体运动的速度会发生不规则变化，流体的粘度无法抗拒流动，因此湍流阻力的计算比层流阻力要复杂一些。
湍流阻力的大小与流体的密度、流体运动的速度、物体的形状以及流体的运动状态等因素有关。
根据韦伯引理，湍流阻力F与速度v的关系可以表示为：F=0.5ρC_dAv^2其中，ρ为流体的密度，C_d为流体阻力系数，A为物体的横截面积，v为物体在流体中的速度。
需要注意的是，湍流阻力系数C_d是个与物体形状和流体运动状态等有关的无量纲常数，对于不同的物体和不同的流体运动状态，在计算时需要通过实验测量或者经验公式来确定其数值。
总结：流体阻力计算公式根据流体的运动状态以及物体的形状和特性的不同可分为层流阻力和湍流阻力计算公式。
层流阻力在小球和平板的情况下可以通过斯托克斯定律来计算，而湍流阻力则需要引入流体阻力系数来计算。
流体阻力的计算对于设计物体运动、流体流动和工程应用等领域非常重要，而实际的计算涉及到更复杂的情况，需要通过数值模拟、实验与经验公式结合来完成。
湍流方程及其解法
湍流方程及其解法湍流是大自然中常见的一种流动方式。
在许多工业和实际应用中，湍流的存在和发展是无法避免的。
因此，对湍流的研究一直是科学家们关注的焦点。
湍流方程是描述湍流流动的一组偏微分方程，其解法对于理解湍流现象有着重要意义。
一、湍流方程湍流方程可以分为两类：一类是基于平均场的运动方程，另一类是直接模拟湍流流动的Navier-Stokes方程。
对于前者，一般采用雷诺平均方法（RANS）来进行模拟。
RANS假设湍流流动可以用时间平均值表示，这样可以把湍流流动分解成平均流动和湍流脉动两部分。
根据这个假设，可以得到雷诺平均Navier-Stokes方程和湍流模型。
其中，湍流模型根据不同的湍流流动特性和物理机制，采用不同的假设和公式来描述湍流脉动。
对于后者，Navier-Stokes方程是描述流体运动基本规律的方程之一。
它由连续性方程和动量方程组成。
其中，连续性方程描述了连续体的质量守恒定律，动量方程描述了连续体的动量守恒定律。
由于这两个方程的非线性和耦合性，Navier-Stokes方程的解析解一直未能得到，只能采用数值方法对其进行求解。
二、湍流模拟方法对于湍流方程的求解，可以采用直接数值模拟（DNS）、大涡模拟（LES）和雷诺平均模拟（RANS）等方法。
DNS是直接模拟湍流流动的方法，它对Navier-Stokes方程进行数值求解，没有对湍流进行平均处理。
由于DNS需要对所有长度尺度的湍流涡进行精细模拟，所以计算量非常大。
目前，DNS主要用于理论研究和小规模问题的模拟。
LES是基于湍流能量分布的假设，将大尺度涡流动进行模拟，小尺度涡流动则采用湍流模型进行预测。
这样可以降低计算量，同时也能够保留一定的湍流结构。
LES主要用于工程实践问题的模拟。
RANS则是利用时间平均方法对流场进行模拟。
RANS基于湍流统计平均，采用不同的湍流模型来描述湍流脉动。
RANS计算量比DNS和LES小得多，但精度也相对较低，主要用于工程大规模问题的模拟。
光伏与风资源评估中几个重要参数及其定义
光伏与风资源评估中几个重要参数及其定义风速：空气相对于地球某一固定地点的运动速率，风速的常用单位是m/s 。
平均风速：一定时段内，数次观测的风速的平均值。
一般表达方式为[m/s]。
瞬时风速：某时刻空间某点上的真实风速，由平均风速和脉动风速组成。
风切变：风速随高度的变化规律称之为风切变，在大气边界层中，风速随高度发生变化，其变化规律称为风速廓线，一般以对数或幂指数方程形式表现，其指数α就是风切变指数。
湍流强度：反映脉动风速的相对强度，是衡量风稳定性的重要指标。
其计算公式如下，是脉动风速的均方差与平均风速的比值。
风能：空气运动的动能
风功率密度：单位面积时，风能具有的功率（W/m2），计算公式如下：
风向：指风的方向，通常用16个方位来表示风向。
按照月或者年统计风向变化的平均值，可以绘制出风向玫瑰图。
50年一遇最大风速：风电场在设计时，从安全性和经济性综合考虑，要合理确定一个设计最大风速，这个值是要间隔相当时期才会出现的（间隔的时期为重现期），根据全国风能资源评价技术规定，风电场设计的重现期为50年，即50年一遇最大风速。
代表年风资源数据：根据风电场附近气象站等长期测站观测数据，用相关分析的方法将验证后的风电场测风数据订正为一套反映风电场长期平均水平的代表性数据，即风电场代表年的逐小时风速风向数据。
紊流计算理论公式
湍流量的指定方法湍流强度I定义为相对于平均速度u_avg的脉动速度u^'的均方根。
小于或等于1%的湍流强度通常被认为低强度湍流，大于10%被认为是高强度湍流。
从外界，测量数据的入口边界，你可以很好的估计湍流强度。
例如：如果你模拟风洞试验，自由流的湍流强度通常可以从风洞指标中得到。
在现代低湍流风洞中自由流湍流强度通常低到0.05%。
.对于内部流动，入口的湍流强度完全依赖于上游流动的历史，如果上游流动没有完全发展或者没有被扰动，你就可以使用低湍流强度。
如果流动完全发展，湍流强度可能就达到了百分之几。
完全发展的管流的核心的湍流强度可以用下面的经验公式计算：例如，在雷诺数为50000是湍流强度为4%湍流尺度l是和携带湍流能量的大涡的尺度有关的物理量。
在完全发展的管流中，l被管道的尺寸所限制，因为大涡不能大于管道的尺寸。
L和管的物理尺寸之间的计算关系如下：l07L=.0其中L为管道的相关尺寸。
因子0.07是基于完全发展湍流流动混合长度的最大值的，对于非圆形截面的管道，你可以用水力学直径取代L。
如果湍流的产生是由于管道中的障碍物等特征，你最好用该特征长度作为湍流长度L而不是用管道尺寸。
注意：公式Ll07=并不是适用于所有的情况。
它只是在大多.0数情况下得很好的近似。
对于特定流动，选择L和l的原则如下：对于完全发展的内部流动，选择强度和水力学直径指定方法，并在水力学直径流场中指定L=D_H。
对于旋转叶片的下游流动，穿孔圆盘等，选择强度和水力学直径指定方法，并在水力学直径流场中指定流动的特征长度为L 对于壁面限制的流动，入口流动包含了湍流边界层。
选择湍流强度和长度尺度方法并使用边界层厚度d_99来计算湍流长度尺度l，在湍流长度尺度流场中输入l=0.4d_99这个值湍流粘性比m_t/m直接与湍流雷诺数成比例(Re_t?k^2/(e n))。
Re_t在高湍流数的边界层，剪切层和完全发展的管流中是较大的(100到1000)。
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湍流强度计算公式
湍流，即水流中的紊动流动，是在水流中扰动流动现象的主要性质之一，其能影响流体的各种物理特性，因而也被称为流体动力学中的基础性质。
湍流强度是衡量流体湍流状态的重要参量，主要有流体粘度、散射力、紊动力学参数等几种衡量指标。
准确计算湍流强度的方法较为复杂，但常用的计算湍流强度的公式仍有几种，其中，著名的叶利克湍流强度计算公式是现行应用最多的模型之一，它可以衡量流体湍流程度及强度。
其计算公式可表示为： $$tau = frac{1}{2} rho upsilon^2$$
其中，$tau$表示湍流强度，$rho$表示流体的密度，$upsilon$表示流体的流速。
叶利克湍流强度计算公式的结果依赖于实际湍流参数，这就要求实验室在实验中准确采集流体的密度和流速，以便进行精确计算。
另外，由于不同的流体具有不同的密度，因此在计算湍流强度时需要注意不同的流体所使用的公式也有所不同。
在实际工程中，湍流强度计算公式广泛应用于水力学、流体力学、流体机械等方面，在水力机械设计、污染物迁移、有序流的研究、叶轮的设计等方面都有重要的应用。
此外，叶利克湍流强度计算公式也广泛应用于现今的现代流体力学分析和计算中，用于流体粘性、散射力等湍流力学分析，也用于实验室中的湍流计算同流。
叶利克湍流强度计算公式的应用越来越广泛，其计算结果可以准
确地反映湍流强度，可以更好地揭示流体湍流状态，并且可以帮助我们更好地了解复杂流体湍流现象。
总之，叶利克湍流强度计算公式是用于衡量湍流强度的有效方法，具有准确性和可靠性。
此外，它也广泛应用于现代工程实践中，可以更好地了解复杂的流体湍流现象。