管内湍流的数值模拟
管壳式换热器管内流动的数值模拟及试验研究
和 ｓ 湍流模型进行模拟计算 ，得到 了有代表性 的管 内流速分布及其 相关 结果 。通过添加均流板 以及 开孔布 置和尺寸的优化 ，使管 内流速分布的均匀性得到改善。
关 键 词 ： 管 壳式 换 热 器 数值 模 拟 试 验 研 究
随着 国内房地 产业 的迅速 发展 ，全 国上市 的商 品房数 量不 断增加 ，民用供热 的市场 化及 人们对 优 质舒适 生活 的追求 ，都 为冷凝 式燃 气壁挂 炉提供 了 巨大 的市场发 展空 间 。 从 业界发 展趋势 来看 ，开 发利用冷 凝 式燃气 壁
管 壳式潜 热换热 器 的管 内水 流均匀 性 问题 ，是
管 壳式换 热器运 用于 燃气热 水器 的关键 问题之 一 ， 因为水流 不均匀 将导 致局部 空烧 而烧坏 换热器 。本 文 采 用 在换 热 器 的进 出 口分 别布 置 均 流 板 的 方法 以达 到水 流均衡 ，并通过 数值模 拟和 实际试验 来解 决均 流板 的开孔 布置 问题 。应用 Ｆｕ ｎ 软件 ，建立 ｌｅ ｔ 管壳 式换热 器通 道 的三 维 四面 体 网格模 型和 ｋ￡湍 － 流模 型 ，获得 了有代表 性 的管 内流 速分 布和相 关计
文采 用 Ｃ Ｄ 的商用软件 Ｆｕ ｎ 对 管壳式 换热器进 Ｆ ｌｅ ｔ
补 充形式 。但 是烟 气 中的水蒸 气冷凝 成水 时 ，与烟
行数 值模拟 。建立 流体 的质量 方程 和动量 方程 ，引 入适 合处理 低雷诺 数和 近壁 流动 的 Ｒ － 模型方 ＮＧ ｋ￡
气 中的酸性 气体 反应 ，从而腐 蚀尾 部受热 面 ，这是
（） ３ 设置边 界 条件
进 出口接 管直 径／ ｍｍ
３ ０
进 出 口接 管 长度／ ｍｍ
波纹管内湍流传热数值模拟
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｈ ｒ ｃｅｉｔ ｓｏ ｕ ｂ ｌｎ ｌ ｗ ｎ ｅ ｔｔａ ｓｅ ｎ ｃ ｒ ｕ ａ ｅ ｕ ｅ ｔ ｍｐｉ ｓｒ ｃ ： ｅｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｆｔ ｒ ｕ ｅ ｔｆ ｃ ｏ ａ ｄｈ ａ ｒ ｎ ｆｒｉ ｏ ｒ ｇ ｔ ｄｔ ｂ ｓｗｉ ａ ｌ ｈ —
第４卷 第 ６ ０ 期 ２１年 ｉ ０１ １月
文章 编号 ：ｉ ０ — ４ ６ ２ １ ） ６０ ４ — ３ ０ ０ ７ ６ （ ０ １ ０ —０ ９０
石
油
化
工
设
备
Ｐ ＥＴＲ（＿ ）ＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＬ ＥＱＵＩ Ｍ Ｅ Ｐ ＮＴ
Ｖｏ． ０ Ｎｏ ６ １４ ． Ｎ ｏ ２Ｏ ｖ． １１
波 纹 管 内湍 流 传 热数 值 模 拟
周 瑞 ，何 海 澜 。 白明 爽 ，
（ ． 海 板 换 机 械 设 备 有 限 公 司 ，上 海 １上 ２ １０ ；２ 兰 州 兰 石 换 热 设 备 有 限 公 司 ，甘肃 兰州 ７０ ５ ） ０５８ ． ３ ００
摘 要 ：采 用数 值模 拟 方法研 究 了幅值分 别 为 ３ｍｍ、 ４ｍｍ 的 两种 波 纹 管 的湍 流传 热 性 能 ， 现 幅 发 值 为 ４ｍｍ 的波纹 管换热 效果优 于幅 值为 ３ｍｍ 的 波纹 管 ， 幅值 为 ４ｍｍ 的波 纹管壁 面 剪切 力 更大
是 致其 换热 效果较 好 的直接 原 因。波纹 管壁 面剪切 力 沿轴 向周期性 变化 ， 结处壁 面剪切 力最 大 。 喉
波纹 管纵 向涡及 流道形 状周期 性 变化是 传热 获得 强化 的根 本 原 因。引入 壁 面 剪切 力、 向 涡等 参 纵
数 ， 与传 热性 能相 关联 ， 并 为波纹 管换 热器研 发提供 借鉴 。
上游带弯头的T型管内混合流动数值模拟的湍流模型评价
对 比 。结 果 表 明 ： 非混合 区域如上游弯头 内， Ｒ ＮＧ ｋ － ￣模 型 、 Ｓ Ｓ Ｇ 雷 诺 应 力 模 型 的 模 拟 结 果 与 实 验 结 果
较 吻合 ， 而在混合 区内 Ｌ Ｅ Ｓ模 型 的模 拟 结 果 更 能 表 征 实 际 流 动 。
关键词 ： Ｔ型管 ； 弯头 ； 混合流动 ； 湍流模型 ； 评 价 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｌ ３ ３ ３ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ０ — ６ ９ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — １ ７ ２ ９ — ０ ６
第４ ７ 卷第１ ０ 期
２ ０ １ ３ 年１ Ｏ 月
原
子
能
科
学
技
术
Ｖｏ１ ． ４７， Ｎｏ ．１ ０ Ｏｃ ｔ ．２ Ｏ１ ３
Ａｔ ｏ ｍｉ ｃ Ｅｎｅ ｒ ｇ ｙ Ｓｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏｌ ｏ ｇ ｙ
上 游 带弯 头 的 Ｔ型 管 内 混 合 流 动 数 值 模 拟 的 湍 流 模 型 评 价
Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｕｎｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ， Ｂｅ （ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｎｕ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｎｏ ｒ ｔ ｈ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ２ ２ ０ ６ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
数值计算方法——湍流数值模拟(改)
4.1数值计算方法——湍流数值模拟在研究流体流动，除了理论解析和实验测试研究两类方法外，第三类方法是数值计算方法。
数值计算方法作为一种离散近似的计算方法，在计算机迅速发展、近似算法不断成熟的今天，已成为研究流体流动问题的重要工具。
如今，激光测速等先进测量技术的应用，使离心机中流体流动的研究，取得了很大进展。
但是由于实测研究耗值很大，测试周期长，测点相对较少以及受实验装置设计制作误差和模型相似律等因数的影响，实测研究成果的代表性和普遍性距实际应用仍有相当差距。
这就促使人们在进一步完善实测研究方法的同时，也在努力寻求通过数值计算的途径来弄清离心机的流动规律。
数值计算是采用数学模型来预测所需结果。
离心机内的流动为复杂的两相湍流运动，对其流动规律的精确描述，是一组三位椭圆型偏微分方程组，即Navior-Stokes方程。
由于N-S方程的解析解通常只有在少数简单的边界条件下获得，而对离心机这类具有复杂边界条件的流动问题的理论精确解却无法给出。
近年来，大容量、高速计算机，特别是微机的广泛应用和先进数值计算方法的采用，为N-S方程的数值求解创造了极好的条件，并使用湍流数学模型对离心机流场进行数值模拟成为可能。
湍流数学模型就是对经时间平均化的N-S方程，依靠理论与经验的结合，在引入一系列模型假设后，使之封闭而得出数学补充方程式（组）。
将封闭的雷诺方程进行数值求解，从而获得湍流运动规律的方法称之为湍流数值模拟。
近年来，随着湍流数学模型的不断改进，其数值模拟的准确度和可靠性不断提高，流场预报能力也大为增强。
与实测研究方法相比，湍流数值模拟方法有以下主要优点：一是花费少。
预测同样的物理现象，计算机运行费用通常比相应的实测研究费用少几个数量级，而且，随着计算机的发展，数值模拟的成本还将降低，相反实验测试研究的成本则会上升。
二是设计计算速度快、周期短。
只要准备工作完毕，其模拟每一个工况的时间之短是实验无法相比的，这使得数值模拟能在短时间内进行多个工况的模拟计算，并通过比较确定优化工况。
湍流的数值模拟方法进展
3 大涡模拟（LES ）湍流大涡数值模拟（LES ）是有别于直接数值模拟和雷诺平均模式的一种数值模拟手段.利用次网格尺度模型模拟小尺度湍流运动对大尺度湍流运动的影响即直接数值模拟大尺度湍流运动, 将N —S 方程在一个小空间域内进行平均（或称之为滤波），以使从流场中去掉小尺度涡，导出大涡所满足的方程。
3。
1 基本思想很多尺度不同的旋涡一起组成了湍流运动平均流动主要取决于大漩涡的流动，大尺度运动则受到小旋涡的影响。
流动中的大涡实现了动量、能量质量、热量的交换，耗散主要是由于小涡作用的。
大旋涡中受到流场形状、阻碍物的影响，,使大漩涡的各向异性更加明显。
然而小漩涡之间各项同性，相互没有太大的区别，所以建立统一的模型比较容易一些.综上所述,大涡模拟将湍流瞬时运动量通过滤波将运动分成小尺度和大尺度.大尺度的运动受到小尺度的运动的影响可以通过应力项（类似于雷诺应力项）来表示，即为亚格子雷诺应力，以建立这种模型的方法来模拟。
而大尺度则是求解运动微分方程而计算出来的，也就是说大涡模拟,要先过滤掉小尺度的脉动,然后再推出小尺度的运动封闭方程以及大尺度的运动控制方程。
3。
2 滤波函数正如上面提到，大涡模拟要先将流动变量分解成小尺度量和大尺度量，我们把这个作用叫做滤波.滤波运算就是在一区域内按照一定的条件对函数进行加权平均，作用是将高波数滤掉，使低波数保留，滤波函数的特征尺度决定了截断波数的最大波长,下面三种滤波函数是最为常用的主要有以下三种：盒式、富氏截断以及高斯滤波函数.不可压常粘性系数的湍流运动控制方程为N-S 方程:j ij i j j i i x S x P x u u t u ∂⋅∂+∂∂-=∂∂+∂∂)2(1γρ式中:S 拉伸率张量，表达式为：2/)//(i j j i ij x u x u S ∂∂+∂∂=；γ分子粘性系数；ρ流体密度。
设将变量i u 分解为方程（11）中i u 和次网格变量(模化变量）'i u ,即'+=i i i u u u ，i u 可以采用Leonard 提出的算式表示为:(11）式中)(x x G '-称为过滤函数，显然G(x)满足x d x u x x G x u i i '''-=⎰+∞∞-)()()(⎰+∞∞-=1)(dx x G3.3 控制方程将过滤函数作用与N —S 方程的各项，得到过滤后的湍流控制方程组:由于无法同时求解出变量i u 和j i u u ,所以将j i u u 分解成i j i j ij u u u u τ=⋅+，ij τ即称为次网格剪切应力张量(亦称为亚格子应力)。
90°弯管内湍流流动的数值模拟
第 ３ 卷第 ３ ２ 期 ２１ ０ １年 ６月
化 学 工 业 与工 程 技 术 Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ Ｃｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔｙ ８ ｇｉｅｒｎ ｏ ｒ ａ ｅ ｃ ｌＩ ｄ ｓｒ ＬＥｎ ｎ ｅｉｇ ｏ
Ｖ ｏ１３２ Ｎ ０ ． ．３
Ｊ ｎ ，２ １ ｕ． Ｏ１
９ 弯 管 内湍流 流 动 的数 值模 拟 ０。
ｉｙ ｉｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｄ ｐｒｓ ｕｒ ｃ ｅ ｓ ｓ ｆｏｍ ０。ｔ ０ ｅ ｒｏ ｔ ｒｗａ１ Ｗ ｉｈｎ ｅ ｄ ｐ ｒ ，ｃ ｎ ｒｆ ｇ ｌｆ ｒ ｅ ｆｏ ｌ ｉ ｗｉｌ ｇ ｒ ｓ ｔ ｎ ｔ ｎ ｒａ ｅ ｎ ｅ ｓ ｅｄｅ ｒａ ｅ ｒ ６ Ｏ ９ 。ｎ ａ ｕ ｅ ｌ ． ｔ ｉ ｂ ｎ ａ ｔ ｅ ｔ ｉｕ ａ ｏ ｃ ｒｍ ｆｕｄ ｓ ｒｉ ｅ ｕｌｓ ｉ ｎ
（ ． ｔｏ ｉ ａ Ｄａｉ ｎ Ｐｅ ｒ ｃ ｅ ｃ １ ｍｐ ｎ ，Ｄａｌｎ １ ６ ３ １ Ｐｅ ｒ Ｃｈ ｎ ｌ ｔｏ ｈ ｍｉａ ａ Ｃｏ ａ ｙ ｌ １ ０ ２，Ｃｈ ｎ ；２ Ｐ ｔ ｏ ｉａ Ｎｏ ｔ ａ ｉ ａ ． ｅ ｒ Ｃｈ ｎ ｒｈ
Ｃｈｎ ｅｒ ｃ ｅ ｃ ｌ ｍｐ ｎ ｉａｐ ｔｏ ｈ ｍｉａ Ｃｏ ａ ｙ，Ｃａ ｇ ｈ ｕ０ ２ ５ ｎ ｚ ｏ ６ ５ ２，Ｃｈｎ ；３ Ｃｈｎ ｉｅｓｔ ｆＰ ｔｏｅ ｍ ，Ｂ ｉｎ ０ ２ ９，Ｃｈｎ ） ｉａ ． ｉａＵｎｖ ｒｉ ｏ ｅｒ ｌｕ ｙ ｅ ｉｇ １ ２ ４ ｊ ｉａ
给水排水过程中三通管湍流数值模拟
Ｆ ＵＥ Ｌ ＮＴ软 件是 美 国Ｆ ＵＥ Ｌ ＮＴ公 司推 出的大 型 的计 算流 体 （ Ｆ 商 业软 件 。 Ｃ Ｄ） 其功 能 比较 强大 ， 现 已广泛 地用 于 航 空 、 车 、 平 机 械 、 汽 透 水利 、 电子 、 石
油、 建筑 、 环境 保护 等各 个领 域 。 Ｌ ＮＴ 软件提 供 Ｆ ＵＥ 了非 常 灵 活 的网 格特 性 ， 可 以采 用 非 常结 构 网格 它 （ 角形 ， 三 四边 形 ， 四面体 ， 面 体 网 格） 六 和混 合 型 非 结 构 网格 。Ｆ ＵＥ Ｌ ＮＴ 软 件使用 ＧＡＭＢ Ｔ 作为 前处 Ｉ 理 软件 ， 可完 成 多种流 动 状况 的数值 模拟 。 实验 三通 管 流动 的各项 参 数会耗 费 大量 的人力 、 力和财 力 ， 物 且 会受 到 实验 仪 器 的 精度 及 不 稳定 状 况 影 响 ， 用 运 计算 流体 力学 软件 就可 解决 上述 问题 。本 文通过 三 通管 内部流 场 的 数 值模 拟 ， 象 而直 观 的 获得 了各 形
１ ｆ
—ｐ ｃ
（） ４
式 中 ： ｖ 常 量 ； 湍 流动 能 ；—— 湍 流动 能 Ｃ 为 ｋ为 ｅ 耗 散率 。 湍流 动 能输运方 程 为
个 流 动参 数 。 １ 理 论分 析 三 通 管 的 流动 情 况 比较复 杂 ， 股 不 同速 度 不 两 同温度 在三 通管 处汇 成一 股流 出 。 这个 过程 中 ， 在 在 管 壁 附近 会形 成 分 离 区 ， 道横 截 面 上 会产 生二 次 管
流 动 ， 而 造 成 流 体 总 压 和 能 量 的 损 失 ， 低 了热 从 降 能、 质量 的交 换效 率 。 控 制方 程
设 流 动 是 足 常 、 口压 缩 的 。 不 ｊ
不同湍流模型在管道流动数值模拟中的适用性研究
不同湍流模型在管道流动数值模拟中的适用性研究邵杰;李晓花;郭振江;刘瑞璟;田晓亮【摘要】Currently numerical simulation has been applied in thefields of scientific research and engineering in large scale. Turbulent model is often used in simulation. But different turbulent model has its applicable scope respectively. In this article, by using some common turbulent models provided in CFD software FLUENT, the numerical simulation of turbulentflow in pipe was carried out and the frictional drag resulted from simulation was compared with that obtained in experiment. It was shown from the results of analysis that Spalart-Allmaras model,k-ε (EWT) model and Reynolds stress (EWT) model are suitable for hydraulically smooth pipe with laminarflow, butk-ε model is suitable both of laminar and turbulentflows; for hydraulically smooth pipe with laminarflow, the highest precision can be reached by use of Spalart-Allmaras model; for coarse surface pipe with laminarflow, coarse degree should be adjusted in use ofk-ε model.%针对数值模拟在科学研究和工程实践领域中的大规模应用，湍流模型是数值模拟中常用的模型，不同湍流模型有自己的适用范围。
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管内湍流的数值模拟
摘要：当Reynolds数大于临界值时，平滑流动会出现一系列复杂的变化，最终会导致流动特征的本质变化，流动呈无序的混乱状态，这种状态称为湍流。
计算流体力学是通过计算机数值计算和图像显示，对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。
本文以湍流管流模型为例，借助Fluent软件进行空气动力学分析，对该管内湍流流动进行模拟。
关键词：计算流体力学；Fluent；管内湍流；数值模拟
1 引言
流体试验表明，当Reynolds数大于临界值时，平滑流动会出现一系列复杂的变化，最终会导致流动特征的本质变化，流动呈无序的混乱状态。
这时，即使是边界条件保持不变，流动也是不稳定的，速度等流动特性都随机变化，这种状态称为湍流。
随着高速电子计算机的出现，数值模拟越来越多地应用于流场的模拟。
计算流体力学(Computational Fluid Dynamics ,简称为CFD)就是其中一种有效的研究流体动力学的数值模拟方法，它是通过计算机数值计算和图像显示，对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析；是基于计算机技术的一种数值计算工具, 用于求解流体的流动和传热问题。
它能够描述几何体边界的复杂的流动现象，能够在设计的初期快速地评价设计并做出修改；在设计的中期，用来研究设计变化对流动的影响，减少未预料到的负面影响；设计完成后，CFD提供各种数据和图像，证实设计目的。
CFD大大减少了费用、时间以及新设计带来的风险。
近年来，CFD越来越多地应用于翼型设计和流场的分析中，成为一种重要的设计和计算方法。
Fluent软件是用于模拟和分析在复杂几何区域内的流体流动与热交换问题的专用CFD软件。
它用于计算计算流体流动和传热问题的软件，其应用的范围有一般流体的流场、自由表面的问题、紊流、非牛顿流流场、化学反应等。
Fluent提供了灵活的网格特性，用户可以方便的使用结构网格和非结构网格对各种复杂区域进行网格划分。
本文以湍流管流模型为例，借助Fluent软件进行空气动力学分析，对该管内湍流流动进行模拟，并分析了模型内的中心速度分布、表面摩擦系数和流速剖面。
2 数学及物理模型的建立
2.1 数学模型
Fluent 软件的理论基础是计算流体力学，数值计算的控制方程是二维连续性方程、二维N-S 方程和二维能量方程。
连续性方程：
ρρρ
∂∂∂++=∂∂∂()()0y x u u t x y
N-S 方程：
2222()()()x x x x x x y pu u u u u p
u u t x y x x y ρρμ⎛⎫∂∂∂∂∂∂++=-++
⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂⎝
⎭
2222()()()y y y y y x
y
pu u u u u p
u u t
x
y
y x y ρρμ⎛⎫
∂∂∂∂∂∂++=-++ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂⎝⎭
能量方程：
FLUENT 的能量方程式如下：
()()
eff eff j j h j E k T h J v S t ρτ⎛⎫
∂+∇⋅∇-+⋅+ ⎪∂⎝⎭
∑ 这里eff k 是有效的传导率，j J
为组分j 的扩散流量，等式右边分别表示了由
于传导，组分扩散和粘性扩散导致的能量转移。
h S 包含了化学反应热和以定义的其他体积热。
式中2
p v E=h-+ρ2，其中理想气体的焓h 如下定义：j j j
h=Y h ∑，如为不可压
缩流体则定义为j j j
p
h=Y h +ρ∑，以上两式中j Y 为组分j 的质量分数，且
r e f T
j p ,j
T h =c d T
⎰
，ref T ＝298.15。
2.2 物理模型的建立及网格划分
该湍流模型如图1所示，根据管道直径和平均流速可以计算得出：
Re 10000d VD
ρμ
=
= 因此，流动属于完全湍流。
湍流显示的是瞬时的小规模波动，这在CFD 中常常不易解决计算，因此，本模型采用速度、压力的时均值计算。
我们将现有的模型微调一下就可以建立本次模型，这次我们将利用原来的k-ε模型。
通常，标准的k-ε模型是湍流应用的首选模型，它是在关于湍动能k 的方程的基础上，又引入了一个关于湍动耗散率ε的方程形成的。
它通常能够提供流动的真实情况，尤其是适合于计算管道和通道中的湍流流动。
由于本文所研究的空间是管内，所以采用此模型来进行数学模拟。
通过Fluent 的前置处理软件Gambit 进行模型的创建（即划分网格），采取由低阶元素到高阶元素（点→线→面）的方式。
该模型的网格划分见图2。
图1 湍流几何模型
图2 模型网格划分
2.3边界条件及初始条件
边界条件如表1所示，左侧为流速进口，进口速度为1 m/s，右侧设置为压力出口，出口的压力值设置为1 atm.。
上方为壁面，下部为轴对称的对称中心线。
表1 定义的边界条件
初始的运行条件设置为抽对称空间的粘性流体流动，工作压力采用系统的默认值。
开始运行时将轴向速度初始值设置为1 m/s，径向速度设置为0 m/s，然后就可以开始计算了。
如图3所示，计算至第229次时结果便收敛。
图3 计算结果
3 数值模拟结果
3.1中心速度分析
沿中心对称轴的速度分布如图4所示：
图4 中心线处的速度分布
我们可以看出，流速充分发展地区是从x=5m处开始的，之后的中心处的流速约是个常数值，大小为1.195 m/s。
这显然要低于层流状态下的2m/s的流速。
图5 在100X60的网格下的中心线速度分布
此图是在划分网格为100X60的状态下的中心流速，由图可以看出，二者的区别不大。
3.2表面摩擦系数分析
表面摩擦系数的计算公式如下：
212
w
f ref ref C v ρT =
其中w Τ是壁面切应力，ref ρ为参考密度，ref v 为参考速度。
表面摩擦系数的变化如图6所示：
图6 表面摩擦系数分布
可以看出，在充分发展区的表面摩擦系数为0.0085，并且保持稳定。
3.3流速剖面
此处描述的是轴向流速在剖面的分布情况，
图7 轴向流速剖面图
由图7可知，轴向速度在中心线处为最大值，在近壁面处为最小值0。
此速度分布规律满足无滑边界条件的粘性流状况。
近壁面处的速度梯度要比层流状态的更大些。
同样，在100X60的网格中得出的轴向速度分布如图8所示，可以看出二者区别不大。
图8 在100X60的网格中的轴向流速剖面图
湍流会被壁面状态显著影响，k-ε模型要求在近壁面为其主要有效距离。
近壁面模型对网格划分特别敏感，图9既是表现y+的近壁面处对网格划分的敏感程度。
图9 网格划分对y+处的影响
从图9中可以看出，当采用100X60的网格时，计算的精确性显著增加。
4 结论
本文采用具有模拟复杂外形的流体流动及热传导的CFD 软件FLUENT，建立了一个管内湍流模型；选用k-ε湍流模型对二维空间进行数值模拟。
通过计算结果分析得出管内湍流模型流场的速度分布和压力分布，管内中心线处的速度在进入充分发展区之后便是以稳定值，表面摩擦系数在进入充分发展区域也是一稳定值，轴向速度在中心线处为最大值，在近壁面处为最小值0。
采用100x60网格要比用100x30的网格精确的多，因此，建立准确的模型并进行合理的网格划分以及定义合适的边界条件，是能够对模型进行准确数值模拟的关键。
参考文献：
[1] 王福军.计算流体动力学分析[M].清华大学出版社,2004.
[2] 蔡增基，龙天瑜.流体力学[M].建筑工业出版社,2003.
[3] 韩占忠.流体工程仿真计算实例与应用[M]北京:北京理工大学出版社,2004.。