湍流流动的近壁处理详解
近壁面流体流动的行为与特性分析
近壁面流体流动的行为与特性分析引言近壁面流体流动是流体力学中的一个重要研究方向，涉及到许多实际工程和科学问题，如涡流控制、热传递、空气动力学等。
近壁面流体流动的行为和特性分析对于提高工程设计的效率和性能具有重要意义。
本文将就近壁面流体流动的行为和特性进行深入探讨，并分析其在实际工程中的应用。
1. 近壁面流体流动的基本概念近壁面流体流动是指在壁面附近发生的流体运动现象。
在近壁面区域，流体速度和温度的分布与远离壁面的区域存在明显差异，同时壁面对于流体流动产生了显著影响。
近壁面流动的特点包括边界层发展、壁面摩擦、流动分离等。
2. 近壁面流动的数学模型近壁面流动可以通过流体力学的数学模型进行描述。
最常用的数学模型是雷诺平均Navier-Stokes方程组，该方程组基于连续性方程、动量方程和能量方程，可以描述流体在不同区域的运动和变化。
除了雷诺平均Navier-Stokes方程组，还有一些更精确的数学模型，如雷诺应力传输方程、层流方程等，用于描述不同条件下的近壁面流动特性。
3. 近壁面流动行为的特性分析3.1 边界层发展在近壁面区域，流体速度和温度的分布受到壁面的影响，流体会逐渐靠近壁面形成边界层。
边界层的厚度和速度剖面是近壁面流体流动行为的重要特性之一。
边界层的发展可以通过近壁面流动试验和数值模拟进行观测和分析。
3.2 壁面摩擦近壁面流动中，壁面对流体的阻力产生摩擦作用。
壁面摩擦对于控制流体流动、减小能耗具有重要作用。
近壁面流动的壁面摩擦可以通过壁面剪切应力来描述，壁面剪切应力的大小和分布与壁面形状、流体性质等因素相关。
3.3 流动分离在一些特殊情况下，近壁面流体流动会出现流动分离现象，即流体从壁面脱离并形成涡流。
流动分离会显著影响流体的运动和性质，并对工程设计造成不利影响。
通过分析流动分离的机制和特征，可以采取措施来减轻分离现象。
4. 近壁面流动的应用近壁面流动的研究成果在工程领域具有广泛应用。
以下列举几个应用案例：4.1 涡流控制通过改变近壁面流体流动的结构和特性，可以实现涡流控制，从而达到减小流体阻力、提高流体混合效果等目的。
FLUENT常用的湍流模型及壁面函数处理
FLUENT常用的湍流模型及壁面函数处理本文内容摘自《精通CFD工程仿真与案例实战》。
实际上也是帮助文档的翻译，英文好的可直接参阅帮助文档。
FLUENT中的湍流模型很多，有单方程模型，双方程模型，雷诺应力模型，转捩模型等等。
这里只针对最常用的模型。
1、湍流模型描述2、湍流模型的选择有两种方法处理近壁面区域。
一种方法，不求解粘性影响内部区域（粘性子层及过渡层），使用一种称之为“wall function”的半经验方法去计算壁面与充分发展湍流区域之间的粘性影响区域。
采用壁面函数法，省去了为壁面的存在而修改湍流模型。
另一种方法，修改湍流模型以使其能够求解近壁粘性影响区域，包括粘性子层。
此处使用的方法即近壁模型。
（近壁模型不需要使用壁面函数，如一些低雷诺数模型，K-W湍流模型是一种典型的近壁湍流模型）。
所有壁面函数（除scalable壁面函数外）的最主要缺点在于：沿壁面法向细化网格时，会导致使数值结果恶化。
当y+小于15时，将会在壁面剪切力及热传递方面逐渐导致产生无界错误。
然而这是若干年前的工业标准，如今ANSYS FLUENT采取了措施提供了更高级的壁面格式，以允许网格细化而不产生结果恶化。
这些y+无关的格式是默认的基于w方程的湍流模型。
对于基于epsilon方程的模型，增强壁面函数（EWT）提供了相同的功能。
这一选项同样是SA模型所默认的，该选项允许用户使其模型与近壁面y+求解无关。
（实际上是这样的：K-W方程是低雷诺数模型，采用网格求解的方式计算近壁面粘性区域，所以加密网格降低y+值不会导致结果恶化。
k-e方程是高雷诺数模型，其要求第一层网格位于湍流充分发展区域，而此时若加密网格导致第一层网格处于粘性子层内，则会造成计算结果恶化。
这时候可以使用增强壁面函数以避免这类问题。
SA模型默认使用增强壁面函数）。
只有当所有的边界层求解都达到要求了才可能获得高质量的壁面边界层数值计算结果。
这一要求比单纯的几个Y+值达到要求更重要。
近壁面流动特点
近壁面流动特点（原创实用版）目录1.引言2.近壁面流动的定义3.近壁面流动的特点4.近壁面流动的影响因素5.近壁面流动的应用6.结论正文1.引言在流体力学领域，近壁面流动是一种常见的现象。
当流体在管道或容器中流动时，靠近壁面的流体速度会相对较低，这种现象被称为近壁面流动。
了解近壁面流动的特点和影响因素对于工程设计和优化具有重要意义。
2.近壁面流动的定义近壁面流动是指在管道或容器中，流体靠近壁面的区域，由于摩擦力的作用，流体速度相对较低的现象。
在近壁面流动区域内，流体速度梯度较大，流体分子之间发生相互作用，导致流体流动状态发生变化。
3.近壁面流动的特点近壁面流动具有以下特点：(1) 流速分布不均匀：在近壁面流动区域内，流速分布呈现非对称性，靠近壁面的流速较慢，而远离壁面的流速较快。
(2) 速度梯度大：由于壁面摩擦力的作用，近壁面流动区域内速度梯度较大，这会导致能量损失和压力变化。
(3) 流动状态复杂：在近壁面流动区域内，流体分子之间发生相互作用，形成复杂的流动结构，如涡流、横向涡旋等。
4.近壁面流动的影响因素影响近壁面流动的因素主要有：(1) 流体性质：流体的粘度、密度、温度等性质会影响近壁面流动的特点。
(2) 壁面粗糙度：壁面的粗糙度会影响壁面摩擦力的大小，进而影响近壁面流动的特点。
(3) 流动条件：如流速、压力、流量等条件也会影响近壁面流动的特点。
5.近壁面流动的应用近壁面流动在工程中具有广泛的应用，如管道输送、化工设备、热交换器等。
了解近壁面流动的特点和影响因素，可以优化工程设计，提高流体输送效率，降低能耗。
6.结论近壁面流动是一种常见的流体力学现象，具有流速分布不均匀、速度梯度大、流动状态复杂等特点。
影响近壁面流动的因素包括流体性质、壁面粗糙度、流动条件等。
增强壁面处理（Enhanced
增强壁⾯处理（Enhanced wall treatment）
在湍流近壁⾯处理中，增强壁⾯处理(enhanced wall treatment)是two-layer求解低雷诺数模型与增强壁⾯函数两者的结合，如果近壁⾯处的⽹格⾜够密，y-plus等于1,则增强壁⾯处理采⽤two-layer模型进⾏求解ε⽅程;当第⼀层⽹格布置在湍流区时，采⽤增强壁⾯函数将壁⾯物理量与湍流区物理量连接起来。
two-layer模型:
该模型将近壁⾯区域分成两部分，⽤下列公式区分，当该Rey 数⼤于200时，采⽤原来的湍流模型k-ε⽅程求解，但是当该值⼩于200时，k⽅程求解保持不变，但是耗散率⽅程ε中的湍流粘度有所改变。
注意：
1、该增强壁⾯处理存在于所有的ε湍流⽅程中，除了Quadratic RSM模型中。
2、存在于所有的w湍流⽅程中
3、增强壁⾯处理对于y*>15(增强壁⾯函数作⽤）和y*<2（two-layer模型作⽤)计算效果相⼀致，计算中间的⽹格会出现问题，因此建议采⽤增强壁⾯处理时应保证Y-plus<2或者>15.
y*指的是⽹格质⼼距壁⾯的⽆量纲距离。
壁面流动 fluent学习笔记
近壁区流动及fluent求解对策一、边界层1、边界层（boundary layer）是高雷诺数绕流中紧贴物面的粘性力不可忽略的流动薄层，又称流动边界层、附面层。
在这部分区域中，沿着固壁面切向速度由固壁处的0速度发展到接近来流的速度，一般定义为在边界处的流速达到来流流速的99%。
在这部分区域中，由于厚度很小，故速度急剧变化，速度梯度很大，流体的粘性效应也主要体现在这一区域中。
2、边界层有层流、湍流、混合流3、边界层分离边界层流动从物体表面脱离的现象。
二维边界层分离有两种情况，一是发生在光滑物面上，另一是发生在物面有尖角或其他外形中断或不连续处。
光滑物面上发生分离的原因在于，边界层内的流体因克服粘性阻力而不断损失动量，当遇到下游压力变大（即存在逆压梯度）时，更需要将动能转变为压力能，以便克服前方压力而运动，当物面法向速度梯度在某位置上小到零时，表示一部分流体速度已为零，成为“死水”，边界层流动无法沿物面发展，只能从物面脱离，该位置称为分离点。
分离后的边界层在下游形成较大的旋涡区；但也可能在下游某处又回附到物面上，形成局部回流区或气泡。
尖点处发生边界层分离的原因在于附近的外流流速很大，压强很小，因而向下游必有很大的逆压梯度，在其作用下，边界层即从尖点处发生分离。
三维边界层的分离比较复杂，是正在深入研究的课题。
边界层分离导致绕流物体压差阻力增大、飞机机翼升力减小、流体机械效率降低、螺旋桨性能下降等，一般希望避免或尽量推迟分离的发生；但有时也可利用分离，如小展弦比尖前缘机翼的前缘分离涡可导致很强的涡升力。
二、flunet求解壁面区流动对于有固体壁面的充分发展的湍流流动，沿壁面法线的不同距离上可将流动划分为壁面区和核心区。
核心区是完全湍流区，壁面区又分为：粘性底层、过渡层、对数律层。
粘性底层中粘性力占主导，对数律层粘性力影响不明显，流动处于充分发展的湍流状态。
在flunet中，无论是标准k—ε模型、RNGk—ε模型，还是Realizable k—ε模型,都是针对充分发展的湍流才有效的，也就是说，这些模型均是高Re数的湍流模型。
第10章 湍流边界层
第10章 湍流边界层10.1 壁面湍流特性和速度分布规律当边界层内流体及管内流体处于层流流动状态时，流体受到壁面的限制仅仅表现在粘性切应力作用下，进行粘性旋涡的扩散；而当处于湍流流动状态时，流体受到壁面的限制则是在粘性切应力和湍流附加切应力的同时作用下，进行旋涡的扩散。
由于湍动旋涡的扩散速度远大于粘性旋涡扩散的速度，因此，在相同条件下，湍流速度边界层的厚度要比层流速度边界层厚。
但在高雷诺数的条件下，湍流速度边界层仍是贴近壁面的薄层，因此，建立湍流边界层方程的前提条件与层流时相同。
但是，由于两种切应力的作用，湍流速度边界层的结构要比层流速度边界层复杂得多。
因此，一定要先了解壁面湍流的分层结构和时均速度分布规律。
10.1.1 壁面湍流分层结构及其特性在壁面湍流中，随着壁面距离的变化，粘性切应力和湍流附加切应力各自对流动的影响也发生变化。
以y 表示离开壁面的垂直距离，随着y 的增加，粘性切应力的影响逐渐减小，而湍流附加切应力的影响开始不断增大，而后逐渐减小。
这就形成了具有不同流动特征的区域。
壁面湍流速度边界层可以分为内层（壁面区），包括粘性底层、过度层（重叠层）和对数律层（完全湍流层）；外层，包括尾迹律层和粘性顶层（间歇湍流层）。
定义()ρτwx v v ==** (10.1.1) 因为*v 具有速度的量纲，故称为壁面切应力速度，它在湍流中是一个重要的特征速度。
以下对各层的划分做详细说明。
粘性底层：所在厚度约为*50v y ν≤≤，其内粘性切应力起主要作用，湍流附加切应力可以忽略，流动接近于层流状态，因此在早期研究中称之为层流底层。
由于近期的实验研究，观察到该层内有微小旋涡及湍流猝发起源的现象，因此称为粘性底层。
过渡层：所在厚度约为**305vy vνν≤≤，其内粘性切应力和湍流附加切应力为同一数量级，流动状态极为复杂。
由于其厚度不大，在工程计算中，有时将其并入对数律层的区域中。
对数律层：所在厚度约为()δνν2.01030*3*≈≤≤v y v ，其内流体受到的湍流附加切应力大于粘性切应力，因而流动处于完全湍流状态。
FLUENT中文全教程_部分12
粘性模型面板来激活。
增加的项可能出现在能量方程中，这取决于你所用的物理模型。
想知道细节可以看11.2.1章节。
对于标准和带旋流修正k－e模型热传导系数为：这里a由方程10.4-9算出，a0＝1/Pr＝k/uc p。
实际上a随着umol/ueff_而变就像在方程10.4-9中，这是RNG模型的优点。
这和试验相吻合：湍流能量普朗特数随着分子Prandtl数和湍流变化。
方程10.4-9的有效范围很广，从分子Prandtl数在液体的10-2到石蜡的103，这样使得热传导可以在低雷诺数中计算。
方程10.4-9平稳的预测了有效的湍流能量普朗特数，从粘性占主要地位的区域的a＝1/Pr到完全湍流区域的a＝1.393。
对于湍流物质交换同样对待，对于标准和带旋流修正k－e模型，默认的Schmidt数是0.7。
可以在粘性模型面板中改变。
对于RNG模型，有效的湍流物质交换扩散率用一种热交换的计算方法计算。
方程10.4-9的a0＝1/Sc，这里Sc是molecular数。
10.5 标准和SST k-ω模型这一章讲述标准和SST k-ω模型。
俩种模型有相似的形式，有方程k和ω。
SST和标准模型的不同之处是·从边界层内部的标准k-ω模型到边界层外部的高雷诺数的k－e模型的逐渐转变·考虑到湍流剪应力的影响修改了湍流粘性公式10.5 标准k-ω模型标准k-ω模型是一种经验模型，是基于湍流能量方程和扩散速率方程。
由于k-ω模型已经修改多年，k方程和ω方程都增加了项，这样增加了模型的精度标准k-ω模型的方程在方程中，G k是由层流速度梯度而产生的湍流动能。
Gω是由ω方程产生的。
T k和Tω表明了k 和ω的扩散率。
Y k和Yω由于扩散产生的湍流。
，所有的上面提及的项下面都有介绍。
S k和S e 是用户定义的。
模型扩散的影响对k-ω模型，扩散的影响：这里σk和σω是k、ω方程的湍流能量普朗特数。
湍流粘度u t:低雷诺数修正系数a*使得湍流粘度产生低雷诺数修正。
湍流模型介绍
因为湍流现象是高度复杂的，所以至今还没有一种方法能够全面、准确地对所有流动问题中的湍流现象进行模拟。
在涉及湍流的计算中，都要对湍流模型的模拟能力以及计算所需系统资源进行综合考虑后，再选择合适的湍流模型进行模拟。
FLUENT 中采用的湍流模拟方法包括Spalart-Allmaras模型、standard（标准）k −ε模型、RNG（重整化群）k −ε模型、Realizable（现实）k −ε模型、v2 − f 模型、RSM（Reynolds Stress Model，雷诺应力模型）模型和LES（Large Eddy Simulation，大涡模拟）方法。
雷诺平均与大涡模拟的对比因为直接求解 NS 方程非常困难，所以通常用两种办法对湍流进行模拟，即对NS 方程进行雷诺平均和滤波处理。
这两种方法都会增加新的未知量，因此需要相应增加控制方程的数量，以便保证未知数的数量与方程数量相同，达到封闭方程组的目的。
雷诺平均 NS 方程是流场平均变量的控制方程，其相关的模拟理论被称为湍流模式理论。
湍流模式理论假定湍流中的流场变量由一个时均量和一个脉动量组成，以此观点处理NS 方程可以得出雷诺平均NS 方程（简称RNS 方程）。
在引入Boussinesq 假设，即认为湍流雷诺应力与应变成正比之后，湍流计算就归结为对雷诺应力与应变之间的比例系数（即湍流粘性系数）的计算。
根据计算中使用的变量数目和方程数目的不同，湍流模式理论中所包含的湍流模型又被分为二方程模型、一方程模型和零方程模型（代数模型）等大类。
FLUENT 中使用的三种k −ε模型、Spalart-Allmaras 模型、k −ω模型及雷诺应力模型RSM）等都属于湍流模式理论。
大涡模拟（LES）方法是通过滤波处理计算湍流的，其主要思想是大涡结构（又称拟序结构）受流场影响较大，小涡则可以认为是各向同性的，因而可以将大涡计算与小涡计算分开处理，并用统一的模型计算小涡。
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壁面对湍流有明显影响。
在很靠近壁面的地方，粘性阻尼减少了切向速度脉动，壁面也阻止了法向的速度脉动。
离开壁面稍微远点的地方，由于平均速度梯度的增加，湍动能产生迅速变大，因而湍流增强。
因此近壁的处理明显影响数值模拟的结果，因为壁面是涡量和湍流的主要来源。
实验研究表明，近壁区域可以分为三层，最近壁面的地方被称为粘性底层，流动是层流状态，分子粘性对于动量、热量和质量输运起到决定作用。
外区域成为完全湍流层，湍流起决定作用。
在完全湍流与层流底层之间底区域为混合区域（Blending region），该区域内分子粘性与湍流都起着相当的作用。
近壁区域划分见图4－1。
图4－1，边界层结构第一节，壁面函数与近壁模型近壁处理方法有两类：第一类是不求解层流底层和混合区，采用半经验公式（壁面函数）来求解层流底层与完全湍流之间的区域。
采用壁面函数的方法可以避免改进模型就可以直接模拟壁面存在对湍流的影响。
第二类是改进湍流模型，粘性影响的近壁区域，包括层流底层都可以求解。
对于多数高雷诺数流动问题，采用壁面函数的方法可以节约计算资源。
这是因为在近壁区域，求解的变量变化梯度较大，改进模型的方法计算量比较大。
由于可以减少计算量并具有一定的精度，壁面函数得到了比较多的应用。
对于许多的工程实际流动问题，采用壁面函数处理近壁区域是很好的选择。
如果我们研究的问题是低雷诺数的流动问题，那么采用壁面函数方法处理近壁区域就不合适了，而且壁面函数处理的前提假设条件也不满足。
这就需要一个合适的模型，可以一直求解到壁面。
FLUENT提供了壁面函数和近壁模型两种方法，以便供用户根据自己的计算问题选择。
4.1.1壁面函数FLUENT 提供的壁面函数包括:1，标准壁面函数；2，非平衡壁面函数两类。
标准壁面函数是采用Launder and Spalding [L93]的近壁处理方法。
该方法在很多工程实际流动中有较好的模拟效果。
4.1.1.1 标准壁面函数根据平均速度壁面法则，有：**1ln()U Ey k = 4－1其中，1/41/2*/p pw U C k U μτρ≡，1/41/2*p pC k y y μρμ≡，并且k ＝0.42，是V on Karman 常数；E ＝9.81，是实验常数；p U 是P 点的流体平均速度；p k 是P 点的湍动能；p y 是P 点到壁面的距离；μ是流体的动力粘性系数。
通常，在*30~60y >区域，平均速度满足对数率分布。
在FLUENT 程序中，这一条件改变为*11.225y >。
当网格出来*11.225y <的区域时候，FLUENT 中采用层流应力应变关系，即：**U y =。
这里需要指出的是FLUENT 中采用针对平均速度和温度的壁面法则中，采用了*y ，而不是y +（/u y τρμ≡）。
对于平衡湍流边界层流动问题，这两个量几乎相等。
根据雷诺相似，我们可以根据平均速度的对数分布，同样给出平均温度的类似分布。
FLUENT 提供的平均温度壁面法则有两种：1，导热占据主要地位的热导子层的线性率分布；2，湍流影响超过导热影响的湍流区域的对数分布。
温度边界层中的热导子层厚度与动量边界层中的层流底层厚度通常都不相同，并且随流体介质种类变化而变化。
例如，高普朗特数流体（油）的热导子层厚度比其粘性底层厚度小很多；对于低普朗特数的流体（液态金属）相反，热导子层厚度比粘性底层厚度大很多。
1/41/2*()w p p PT T c C k T q μρ-≡'' 4－2 ＝()1/41/2*2*1/41/2221Pr Pr 21Pr ln()1Pr Pr Pr 2p p t p t p t c C k y U q Ey P k C k U U q μμρρ⎧+⎪''⎪⎪⎪⎡⎤++⎨⎢⎥⎣⎦⎪⎪⎪⎡⎤+-⎣⎦''⎪⎩ ****()()T T y y y y <> 4－3其中P 的计算采用下列公式[L93]1/41/2Pr /41sin(/4)Pr Pr t t A Pr P k ππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 4－4其中，f k 是流体导热系数；ρ是流体密度；p c 是流体定压比热；q ''壁面热流；p T 近邻壁面控制体温度；w T 壁面温度；Pr /p f c k μ=为分子普朗特数；Pr t 是湍流普朗特数，壁面取0.85；A ＝26，是Van Dries 常数；k ＝0.42，是V on Karman 常数；E ＝9.793，是壁面函数常数；c U 是**T y y =时的平均速度大小。
Fluent 中，当选择了流体介质后，就可以根据流体介质的物理性质，计算出分子普朗特数，热导子区厚度*T y ，存储备用。
在求解的时候，根据*y 与已经存储的*T y 之间大小关系，判断是采用线性法则还是对数法则来计算壁面温度W T 或热流率q ''。
在采用雷诺应力模型或ε-k 双方程模型时，包括壁面近邻的控制体的湍动能都要计算，其边界条件为湍动能在壁面法向方向上梯度为零。
湍动能产生项k G 及耗散率是湍动能输运方程的源项组成部分，根据局部平衡假设来计算。
根据这一假设，与壁面毗邻的控制体种湍动能及其耗散率是相同的。
则湍动能产生率为：pp w wwk y k C k y UG 2/14/1μρτττ=∂∂≈ 4－5 耗散率不需要求解输运方程，直接用如下公式计算：ppp ky k C 2/34/3με=4－6以上所介绍的标准壁面函数是FLUENT 程序的默认设置。
标准壁面函数包含了定常剪切和局部平衡假设条件，如果壁面有很强的压力梯度，并且很强的非平衡性，则我们可以选择非平衡壁面函数方法。
4.1.1.2 非平衡壁面函数在非平衡壁面函数方法中，平均温度的壁面法则与标准壁面函数中相同。
而对数分布的平均速度对压力梯度更加敏感：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=μρρτμμy k C E k kC U w 2/14/12/14/1ln 1/~ 4－7 式中，⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=μρρνννν22/1*2/1*ln 21~y k k y y y y k k y dx dp U U 4－8 νy 是物理粘性底层厚度，用下式计算：2/14/1*pkC y y μννρμ≡4－9其中，225.11*=νy 。
非平衡壁面函数在计算近壁控制体湍动能时采用了双层的概念，并且需要求解湍动能k 。
假定与壁面毗邻的控制体积是由粘性底层和完全湍流构成，则湍流量由如下公式得到：⎪⎩⎪⎨⎧=w t ττ0ννy y y y >< ⎪⎩⎪⎨⎧=pp k k y y k 2)(ν ννy y y y >< ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=yC k y kl 2/322νε ννy y y y >< 4－10 式中，4/3-=μkC C l ，νy 是有量纲的粘性底层厚度，2/14/1*pk C y y μννρμ≡ 。
利用上面的公式，近壁控制体里面的控制体平均湍动能产生率及其耗散率就可以计算出来。
这里我们可以看出，非平衡壁面函数抛弃了标准壁面函数中的局部平衡假设，从而可以考虑非平衡的影响。
标准壁面函数对于高雷诺数流动问题，有壁面作用的流动过程等有较好的计算结果；非平衡壁面函数则把壁面函数方法推广到有压力梯度和非平衡的流动过程中。
但是，如果流动情况偏离了壁面函数的理想条件，则壁面函数就不合适了。
如：高粘度流体流过狭窄的通道，壁面由渗透的流动，大压力梯度并导致边界层分离的流动，由强体积力的流动，近壁区域三维性很强的流动问题。
如果要成功解决上述问题，必须采用改进模型的方法来模拟近壁流动。
FLUENT 提供了双层区模型（Two-Layer Zonal Model ）。
4.1.1.3双层区模型在双层区模型中，认为近壁流动只分两个区域，即粘性影响的区域和完全湍流，用基于到壁面距离y 的雷诺数y Re 来区分两个区域。
μρyk y ≡Re 4－11 其中，y 是计算网格到壁面的垂直距离；FLUENT 中，y 是到最近壁面的距离:w r r r y ww-≡Γ∈min 4－12式中，r是点在流场中的位置矢量；w r是在边界上的位置矢量；w Γ是所有壁面边界的集合；这样，我们可以去处理流场里有复杂边界的问题。
而且，这样定义y 跟网格的形状没有关系，对非结构网格也同样适合。
在完全湍流区域（200Re >y ），采用雷诺应力模型或者ε-k 模型；在粘性影响区域（200Re <y ），采用Wolfstein [L181]的单方程模型。
动量和湍动能输运方程跟前面介绍的没有区别，但计算湍流粘性系数的方法不同。
这里湍流粘性系数计算公式如下：u t l k C μρμ=耗散率计算εεl k 2/3= 4－13 上面的长度尺度根据参考文献[L29]的方法计算：]1[Re uy A l u ey c l --= 4－14]1[Re εεA l y ey c l --= 4－15如果所有的计算区域都在粘性影响的区域以内（200Re <y ），耗散率的输运方程并不需要求解，而是用上面的代数方程来就得。
上面长度尺度计算过程中的模型常数采用Chen and Pater [L29]的结果。
4/3-=μkC c l ， 70=u A ， l c A 2=ε第二节，湍流计算中近壁处理对网格的要求一个成功的湍流计算离不开好的网格。
在许多的湍流中，空间的有效粘性系数不同，是平均动量和其它标量输运的主要决定因素。
因此，如果需要有足够的精度，这就需要保证湍流量要比较精确求解。
由于湍流与平均流动有较强的相互作用，因此求解湍流问题比求解层流时候更依赖网格。
你可以用后处理面板去画出+y ，*y 和y Re 的值来检查网格是否满足自己的计算要求。
需要指出的是计算出来的+y ，*y 和y Re 并不是只与几何参数有关的固定量，它们也和最后的收敛解解有关系。
所以，如果你把网格加密一倍（到壁面的距离减少一半），计算得到的+y 并不一定是加密前计算的+y 的一半。
对于近壁网格而言，不同的近壁处理对网格要求也不同。
下面对常见的几种近壁处理的网格要求做个说明。
采用壁面函数时候的近壁网格：第一网格到壁面距离要在对数区内。
通常计算的距离为+y （μρτ/y u ≡或*y 。
如果网格在对数区内，+y 和*y 的值差不多大小。
我们知道，对数区的+y >30～60。
FLUENT 在+y <12.225时候采用层流（线性）准则，因此网格不必要太密，因为壁面函数在粘性底层更本不起作用。
对数区与完全湍流的交界点随压力梯度和雷诺数变化。
如果雷诺数增加，该点远离壁面。