沿程损失阻力系数的FLUENT数值模拟计算流体力学作业
ansys fluent中文版流体计算工程案例详解
ansys fluent中文版流体计算工程案例详解ANSYS Fluent是一种流体计算动力学软件，可用于解决各种流体力学问题。
本文将详细介绍ANSYS Fluent中文版的流体计算工程案例，包括案例的基本背景、模拟过程和结果分析。
这些案例旨在帮助用户深入了解ANSYS Fluent的使用方法和流体计算工程实践。
一个典型的案例是流体在管道中的流动。
该案例背景是，一根长直管道内有水流动，管道的直径为0.1米，长度为10米。
水的初始速度为1 m/s，管道的壁面是光滑的，管道两端的压差为100Pa。
现在需要使用ANSYS Fluent模拟该流体流动过程，并进一步分析不同参数对流动的影响。
首先，在ANSYS Fluent中创建一个新的仿真项目，并选择“仿真”模块。
在界面上点击“新建”按钮，在弹出的对话框中填写相应的参数，例如案例名称、计算器类型和尺寸单位。
点击“确定”后，进入模拟设置页面。
首先，需要定义获得流动场稳定解所需的物理模型和求解方法。
在“物理模型”选项卡中，选择“连续相”和“非恒定模型”。
在“湍流模型”中选择某种适合的模型，例如k-ε模型。
在“重力”选项卡中，定义流体的密度和重力加速度。
接下来，在“模型”选项卡中，定义管道的几何和边界条件。
选择“管道”作为流体领域的几何模型，并定义长度、直径和内壁面的润滑系数。
在“边界”选项卡中，定义管道两端的入口和出口条件，例如速度和压力。
将管道两端的压力差设置为100Pa，在入口处设置水的初始速度为1 m/s。
在出口处选择“出流”边界条件。
完成几何和边界条件的定义后，点击“模拟”选项卡进入模拟设置界面。
在“求解控制”中，设置计算时间步长和迭代次数。
选择合适的网格划分方法，并进行网格划分。
点击“网格”选项卡，选择合适的网格类型，并进行网格划分。
在划分网格后，可以使用“导入”按钮导入网格文件，并进行网格优化。
完成设置后，点击“计算”按钮开始进行模拟计算。
在计算过程中，可以实时观察流体场的变化情况，并通过Fluent Post-processing工具进行结果分析。
2004-06 FLUENT流体工程仿真计算实例与应用 韩占忠 王敬 兰小平 北京理工大学出版社
前言回到顶部↑空气、水、油等易于流动的物质被统称为流体。
在力的作用下，流体的流动可引起能量的传递、转换和物质的传送，利用流体进行力传递、进行功和能转换的机械就称为流体机械。
比如，泵是一种将电能转换为流体动能并输送液体的机械；风机是一种将机械能或电能转换为风能的机械；水力发电机就是一种将水的势能和动能转换为电能的一种机械。
此类例子举不胜举，因此，流体机械与我们的生活和工作密切相关。
流体力学就是一门研究流体流动规律以及流体与固体相互作用的一门学科，研究的范围涉及到风扇的设计，发动机内气体的流动以及车辆外形的减阻设计，水利机械的工作原理，输油管道的铺设，供水系统的设计，乃至航海、航空和航天等领域内动力系统和外形设计等等。
自从1687年牛顿定律公布以来，直到本世纪50年代初，研究流体运动规律的主要方法有两种：一是实验研究，以实验为研究手段；另一种是理论分析方法，利用简单流动模型假设，给出某些问题的解析解。
前者耗费巨大，而后者对于较复杂的非线性流动现象目前还有些无能为力。
20世纪70年代以来，飞速发展起来的计算流体力学为实验研究和理论研究都起到了促进作用，也为简化流动模型提供了更多的依据，使很多分析方法得到发展和完善。
实验研究、理论分析方法和数值模拟已成为当前研究流体运动规律的三种基本方法。
任何流体运动的规律都是以质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律为基础的。
这些基本定律可由数学方程组来描述，如欧拉方程、N—S方程。
采用数值计算方法，通过计算机求解这些控制流体流动的数学方程，进而研究流体的运动规律，这样的学科就是计算流体力学。
尽管流动规律仍然满足质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律，但流体力学不同于固体力学，一个根本原因就在于流体的流动过程中发生了巨大的形变，使问题求解变得异常复杂。
其控制方程属于非线性的偏微分方程，除几个简单问题之外，一般来说很难求得解析解。
为此，对具体问题进行数值求解就成为研究流体流动的一个重要的研究方向和方法，其基础就是计算流体力学。
fluent管路阻力系数
fluent管路阻力系数摘要：1.Fluent 软件简介2.管路阻力系数的含义与作用3.如何在Fluent 中设置管路阻力系数4.惯性阻力系数的含义及其计算方法5.应用案例与注意事项正文：一、Fluent 软件简介Fluent 是一款由美国CFD Research Corporation 开发的计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）软件，广泛应用于工程领域，如能源、化工、航空航天等。
Fluent 通过计算机模拟流体的流动、传热和传质过程，为用户提供精确的流体动力学分析结果。
二、管路阻力系数的含义与作用管路阻力系数是描述流体在管道内流动时所受到的阻力大小的一个参数。
在Fluent 中，阻力系数可以分为摩擦阻力系数和惯性阻力系数两类。
1.摩擦阻力系数：摩擦阻力是由于流体与管道壁之间的摩擦而产生的阻力。
摩擦阻力系数通常用希腊字母μ表示，其值与流体的粘度、管道材料的粗糙程度及流体的流速有关。
2.惯性阻力系数：惯性阻力是由于物体在流体中做加速运动所引起的附加阻力。
惯性阻力系数通常用希腊字母ζ表示，其值与物体外形、流体的粘度及物体的加速度有关。
三、如何在Fluent 中设置管路阻力系数在Fluent 中设置管路阻力系数主要通过custom field function（自定义场函数）来实现。
以下是具体操作步骤：1.在Fluent 中打开或创建一个项目。
2.在主界面的"Geometry"或"Mesh"选项卡中，选择要设置阻力系数的管道区域。
3.单击鼠标右键，选择"Create/Modify Mesh"，在弹出的对话框中选择"Add Node"。
4.在管道的入口和出口处添加节点，并连接成网格。
5.在"Field"选项卡中，单击鼠标右键，选择"Create/Modify Field"。
fluent流体工程仿真计算实例与应用
fluent流体工程仿真计算实例与应用引言流体力学在工程和科学领域中扮演着重要的角色。
通过流体力学的研究，我们可以了解和预测液体和气体在不同条件下的行为。
然而，在真实的实验中，获取流体的准确和详细的数据是非常困难和昂贵的。
因此，流体工程仿真计算成为了一种重要的工具，它可以在实际实验之前通过计算的方式对流体进行建模和分析。
fluent流体工程仿真计算简介Fluent是一款商业化的流体动力学仿真软件，由ANSYS公司开发。
它是一个基于计算流体力学（CFD）的软件工具，能够对各种复杂的流体问题进行建模和分析。
该软件提供了丰富的功能和工具，使工程师能够模拟和解决涉及流体力学的问题。
流体力学仿真计算的优势与传统的实验方法相比，流体力学仿真计算具有以下几个优势： 1. 成本效益：流体力学仿真计算可以节约大量的实验成本，同时缩短了实验周期。
2. 控制参数的灵活性：在真实实验中，很多参数无法被精确控制，而在仿真计算中，我们可以精确地控制和调整各种参数。
3. 快速修改和优化：在实验中，修改和优化系统需要经历繁琐的实验过程，而在仿真计算中，可以轻松地进行快速修改和优化。
4. 可视化和详细分析：通过仿真计算，我们可以获得流体行为的详细信息，同时可以使用可视化工具展示仿真结果。
实例与应用1. 空气动力学仿真空气动力学是流体力学的一个重要分支，研究涉及空气流动的物体。
通过Fluent软件，我们可以对飞行器、汽车、建筑物等在空气中的流动行为进行仿真。
这样的仿真可以帮助工程师改进设计，提高性能和效率。
在空气动力学仿真中，我们可以通过设置不同的参数和条件，如飞行速度、角度、流体密度等，来模拟不同的飞行状态和环境。
通过仿真结果，可以获得飞行过程中的压力分布、升力和阻力等关键性能指标。
2. 建筑气流仿真在建筑领域中，气流对于建筑物的设计和能源消耗具有重要影响。
通过Fluent软件，可以对建筑物内、外的气流进行仿真。
建筑气流仿真可以帮助工程师优化建筑物的通风系统、改善空气质量、减少能耗。
fluent管路阻力系数
fluent管路阻力系数【实用版】目录1.Fluent 软件简介2.管路阻力系数的含义与作用3.如何在 Fluent 中设置管路阻力系数4.管路阻力系数的计算方法5.惯性阻力系数的含义及计算方法6.总结正文一、Fluent 软件简介Fluent 是一款广泛应用于流体动力学领域的计算流体力学（CFD）软件，可以用于模拟流体在各种几何形状和物理条件下的行为。
Fluent 通过求解 Navier-Stokes 方程，可以计算出流体的速度、压力、温度等物理量，从而为用户提供关于流体流动的详细信息。
二、管路阻力系数的含义与作用管路阻力系数是描述流体在管道中流动时所受到的阻力大小的一个参数。
在 Fluent 中，阻力系数可以通过定制函数来设置，从而影响模拟结果的准确性。
设置合适的阻力系数，可以更好地模拟实际情况，从而提高模拟结果的可靠性。
三、如何在 Fluent 中设置管路阻力系数在 Fluent 中，可以通过定制函数来设置管路阻力系数。
具体操作步骤如下：1.在 Fluent 中打开或创建一个项目。
2.选择“Define”菜单下的“User-Defined”选项，进入用户自定义设置界面。
3.在“User-Defined”对话框中，选择“Custom Field Functions”选项卡。
4.点击“Add”按钮，添加一个新的定制函数。
5.在弹出的“Custom Field Function”对话框中，输入函数名称和描述，然后选择合适的函数类型。
6.在“Expression”栏中，输入阻力系数的计算公式，并使用 Fluent 提供的变量和函数来表示流体的物理量。
7.点击“Change/Create”按钮，保存设置并返回到主界面。
8.在网格划分和求解过程中，使用设置好的定制函数来计算阻力系数。
四、管路阻力系数的计算方法管路阻力系数的计算方法通常分为两类：一类是基于经验公式的计算方法，另一类是基于 Navier-Stokes 方程的计算方法。
基于FLUENT的阻力计算
基于FLUENT的阻力计算FLUENT是一种流体力学数值模拟软件，可以用于求解复杂的流场问题。
在基于FLUENT进行阻力计算时，首先需要建立一个合适的流体模型。
该模型应该包括几何形状、边界条件以及流体的物理性质。
然后，通过设置计算参数和求解器参数，可以获得流体的速度分布、压力分布以及阻力等相关的物理量。
接下来，根据流体力学公式，可以计算物体在流体中所受到的阻力。
在计算物体阻力时，一般使用下面所列的一些常见的流体力学公式：1.基本阻力公式：阻力力=0.5*ρ*A*Cd*V^2其中，ρ是流体的密度，A是物体的参考面积，Cd是物体的阻力系数，V是物体的速度。
这个公式适用于表面光滑的物体和小速度范围内的情况。
2.卖力公式：阻力力=6*π*μ*R*V其中，μ是流体的动力粘度，R是物体的特征尺寸，V是物体的速度。
这个公式适用于小尺寸球体的情况。
3.麦克斯韦公式：阻力力=3*π*μ*D*V其中，D是物体的直径。
这个公式适用于小尺寸圆柱体的情况。
4. Darcy-Weisbach公式：阻力力=1/2*f*ρ*A*V^2其中，f是摩擦系数。
这个公式适用于管道流动的情况。
以上公式仅仅是一些常见的阻力公式，在实际应用中可能需要根据具体情况选择不同的公式。
基于FLUENT的阻力计算可以在建立流体模型后，通过设置边界条件来模拟物体在流体中的运动过程。
通过求解器可以得到流体的速度分布、压力分布等相关物理量。
根据上面介绍的公式，可以计算出物体在流体中所受到的阻力。
根据计算结果，可以评价物体在流体中的运动特性，进行优化设计或者进行流体力学研究。
综上所述，基于FLUENT的阻力计算是一种常用的数值模拟方法。
通过建立合适的流体模型、设置合理的边界条件和参数，可以模拟物体在流体中的运动过程。
根据流体力学公式，可以计算出物体在流体中所受到的阻力。
这种方法在工程实践中有着广泛的应用，并对于设计和优化物体的运动、流体管道的设计以及水动力学研究都具有重要意义。
沿程损失阻力系数的FLUENT数值模拟分析
沿程损失阻力系数的FLUENT数值模拟分析沿程损失阻力系数是计算流体力学中常用的一个参数，用来描述在流体输送管道中流体因于各种原因而失去动能所引起的压力损失。
在工程实际应用中，准确地预测沿程损失阻力系数对于设计和优化管道系统有着重要意义。
因此，针对沿程损失阻力系数的数值模拟研究具有一定的实际应用价值。
数值模拟方法是研究沿程损失阻力系数的一种有效手段，其中FLUENT是一种常用的计算流体力学软件。
通过数值模拟可以在计算机上对复杂的流体运动进行模拟和分析，从而获得各种流场参数，如速度、压力以及沿程损失阻力系数。
首先，进行沿程损失阻力系数的FLUENT数值模拟时，需要选择合适的计算模型。
一般来说，可以选择稳态或者非稳态模型。
对于稳态流动，可以根据计算区域的边界条件和物质输送的速度来设置相应的边界条件。
对于非稳态流动，需要分析和模拟输送过程中的时间变化。
其次，针对FLUENT数值模拟过程中的计算网格划分也需要进行合理的设计。
计算网格的划分要遵循准确性和计算效率的原则。
一般来说，对于复杂的流动问题，需要使用更为精细的网格划分方法来获得更为准确的结果。
同时，在计算网格的划分中还要考虑到流场中可能存在的不连续性和流动难以预测的因素。
此外，在进行FLUENT数值模拟时，还需要设置流体的物性，包括密度、动力粘度等。
这些物性参数的准确性对于模拟结果的精度和可靠性有着重要影响。
在设置物性时，可以参考相关的物性数据手册或者实验测试结果来获得尽可能准确的参数。
最后，在进行FLUENT数值模拟时，还需要设置相应的求解器和求解算法等。
在设置求解器时，可以根据具体问题的模拟对象和目标进行选择。
对于沿程损失阻力系数的模拟，可以选择合适的求解器来求解和分析压力和速度等流场参数。
在设置求解算法时，可以根据计算资源、时间要求和模拟准确性等因素进行选择和调整。
综上所述，FLUENT数值模拟可以有效地分析沿程损失阻力系数。
通过合适的计算模型、网格划分、物性设置和求解器选择等步骤，可以获得较为准确的模拟结果。
管道内壁粗糙度对沿程阻力影响的FLUENT 数值模拟分析
管道内壁粗糙度对沿程阻力影响的FLUENT 数值模拟分析姚雪蕾;袁成清;付宜风;白秀琴【摘要】针对在海底管道的设计阶段准确获取沿程阻力的问题，采用FLUENT软件运用数值模拟的方法，分析粘性流体在管道中的摩阻损失与管道内壁粗糙度的关系，将计算结果与理论结果进行对比。
结果显示，除流态从水力光滑区到混合摩擦区间有一个过渡阶段存在误差外，其余都吻合良好，证实输油管道的内壁粗糙度只在混合摩擦区对摩阻有较大影响，改善管壁面粗糙度可以减小阻力。
若流态处于水力光滑区到混合摩擦区之间，计算摩阻系数仅靠经验公式是不合适的，应考虑采用数值模拟计算的方法。
%Aiming at the problem of obtaining accurately the on-way resistance of submarine pipeline at the design stage, numerical simulation method is adopted to analyze the relationship between loss of viscous fluid friction and wall roughness of the pipeline based on paring the calculated results with theoretical results and the actual situations, the results show there is a good agreement, except for the flow pattern transiting from the hydraulic smooth region to the mixed friction region.It is confirmed that the friction coefficient is strongly influenced by pipeline wall roughness only in the turbulent mixing friction re-gion.In this case, reducing the surface roughness of the wall can cut down the resistance.If the flow pattern transits from the hy-draulic smooth region to the mixed friction region, it is inappropriate to calculate friction coefficient only by the empirical formu-las, and numerical simulation is the method that should be considered.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】7页(P101-106,110)【关键词】输油管道;粗糙度;沿程阻力;FLUENT;数值模拟【作者】姚雪蕾;袁成清;付宜风;白秀琴【作者单位】武汉理工大学能源与动力工程学院可靠性工程研究所，武汉430063; 武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业重点实验室，武汉430063;武汉理工大学能源与动力工程学院可靠性工程研究所，武汉430063; 武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业重点实验室，武汉430063;武汉理工大学能源与动力工程学院可靠性工程研究所，武汉430063; 武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业重点实验室，武汉430063;武汉理工大学能源与动力工程学院可靠性工程研究所，武汉430063; 武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业重点实验室，武汉430063【正文语种】中文【中图分类】TE832;P756.2随着计算流体动力学的发展，利用FLUENT分析粘性流体在管道中的阻力特性已经得到了很多实用性的成果，如针对粗糙的管壁[1-4]或者是产生局部阻力损失的典型阀件(突扩管、三通管、弯管等)[5-6]，通过数值模拟的方法可以模拟出常规实验无法得到的不同流场的各种信息。
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计算流体力学课程作业作业题目：沿程损失阻力系数的FLUENT数值模拟学生姓名：易鹏学生学号：专业年级：动力工程及工程热物理12级学院名称：机械与运载工程学院2012年5月2日沿程损失阻力系数的 FLUENT 数值模拟一、 引言沿程损失（pipeline friction loss ）是指管道内径不变的情况下，管内流体流过一段距离后的水头损失。
其中边界对水流的阻力是产生水头损失的外因，液体的粘滞性是产生水头损失的内因，也是根本原因。
沿程能量损失的计算公式是：2f l v h =λd 2g。
其中：l 为管长，λ为沿程损失系数，d 为管道内径，2v 2g 为单位重力流体的动压头（速度水头），v 为流体的运动粘度系数。
粘性流体在管道中流动时，呈现出两种流动状态，管道中的流速cr v v <(cr v 为层流向湍流转变的临界流速)为层流，此时整个流场呈一簇互相平行的流线。
则cr v v >时为湍流，流场中的流体质点作复杂的无规则的运动。
沿程损失与流动状态有关，故计算各种流体通道的沿程损失，必须首先判别流体的流动状态。
沿程损失能量损失的计算公式由带粘性的伯努利方程22112212f v p v p ++z =++z +h 2g ρg 2g ρg 推出，可知，12f P -P h =ρg其中：——单位质量流体的动能（速度水头）。
流体静止时为0。
——单位质量流体的势能（位置水头）。
——单位质量流体的压力能（压强水头）。
2v 2gzp ρg又由量纲分析的π定理，得出 2Δp L=λ1d ρV 2，计算出达西摩擦因子22Δpd λ=LρV， 则2fL V h =λD 2g ,由于Vd Re =ν，μν=ρ，则d λ=f(Re )。
关于沿程损失最著名的是尼古拉茨在1932～ 1933年问所做的实验(右图为实验装置图)。
其测得曲线如图1，从此得出了几个重要结论：1．层流区Re ＜2320为层流区。
在该区域内，管壁的相对粗糙度对沿程损失系数没有影响。
2．过渡区2320＜Re ＜4000为由层流向湍流的转换区，可能是层流，也可能是湍流，实验数据分散，无一定规律。
3．湍流光滑管区4000＜Re ＜26．98（d/ε）8/7，为湍流光滑管区。
勃拉修斯（p.Blasius ）1911年用解析方法证明了该区沿程损失系数与相对粗糙度无关，只与雷诺数有关，并借助量纲分析得出了4×10e3＜Re ＜10e5范围内的勃拉休斯的计算公式为0.250.3164Re λ=湍流光滑管的沿程损失系数也可按卡门一普朗特（Karmn-Prandtl ）公式1/21/212lg(Re )0.8λλ=-进行计算。
当105＜Re ＜3×106时，尼古拉兹的计算公式为0.2370.00320.221Re λ-=+4．湍流粗糙管过渡区26．98（d/ε）8/7＜Re ＜2308（d/ε）0.85为湍流粗糙管过渡区。
该区域的沿程损失系数与按洛巴耶夫（Б.H.Лo6ae в）的公式进行计算，即2lg Re 1.42lg 1.2731.42V qd v εελ-⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎣⎦== 5．湍流粗糙管平方阻力区2308(d/ε)0.85<Re 为湍流粗糙管平方阻力区。
沿程损失系数与雷诺数无关，只与相对粗糙度有关。
平方阻力区的沿程能量损失可按尼占拉兹公式1/212lg1.742dελ=+ 进行计算。
图1尼古拉茨曲线三、数值模拟1、前处理因为层流有精确解所以在此不做讨论，而湍流状态下如果考虑圆管的粗糙度也是十分复杂，而且在粗糙表面的流动很难模拟，所以在此我们重点研究湍流水力光滑区的达西摩擦因子与Re的关系。
FLUENT中通过改变流速或者粘度系数来控制Re，并进行数值模拟，计算出管中试验段两端的压力的差值，即可得到沿程损失阻力系数（达西摩擦因子），再将所得的值与上图水力光滑区曲线或布拉休斯公式对比，判断其是否正确。
1．模型建立一个半径r=21mm，长l=3m的圆截面直管，其中前2m 是前置段，用来让湍流充分发展，后1m为实验段。
假设其材料是kg/m，粘度光滑的，没有摩擦，内部流体为水。
设水的ρ为10003系数μ为0.001kg/(m*s)。
下图就是使用K-epsilon湍流模式试算的velocity inlet后端y v云图，说明在试验段之前设置前置段还是十分有必要的。
使用gambit可以很容易的建模，直接使用cylinder命令建立方案中的模型。
但是在此未使用这种方法，由于液体的粘性力作用，在壁面附近有比较大的速度梯度，而且在入口端是湍流发展段，所以需要端面使用边界层网格加密，轴向在入口处加密。
具体步骤是：1．做半径为0.021的圆。
2．做出x=0.021，y=0，z=5的点，并连接圆上与其对应的两点。
3．为该线mesh，选择ratio1.05，让线网格在入口处加密。
在此同时将将入口端面的圆分成50等分线网格（数目自定，但是这样已经足够）4．使用sweep命令，选上with mesh选项，让直线绕圆周旋转成圆柱面，并且将网格自动画好。
如右图。
5.端面上创建边界层网格，firstpercentage(第一层边界层网格的高度关于宽度的百分比)在这里取了15,rows取5层，Growth factor取1.1。
(注意一个问题，就是在画边界层网格时有个方向选择问题，打开edge的list里面，每个edge其实可以点多次，具体多少次看该edge属于多少个face，通过试验，就可以看到边界层具体会向哪个方向生成)。
具体设置如右图。
6.为端面直接画面网格，由于之前端面的圆已经分好了网格和边界层网格，不用设定参数gambit自动画网格，完成后如下图。
7．在生成体的选项中选择sweep，勾选with mesh选项，让圆端面沿管轴线方向扫过，即可完成体网格的绘制。
8．最后选择求解器（solver）Fluent 5/6，设置z=0处端面为Velocity in、圆柱面为wall和z=3处端面为outflow。
9．Export mesh 。
注意：不要选择2D 模型输出的选项。
下图是网格完成后的模型。
一共生成了50800个体网格。
四、数值模拟及数据处理由于是光滑圆管（或水力光滑），则达西摩擦因子λ只是Re 的函数。
而在Re<2000时，圆管中的流动属于层流，泊肃叶也做过此范围内流动的大量实验，得出经验公式d64λ=Re ，d Re 定义为dV ν，在这里V 为距入口10m （即试验段的起始端）的截面平均流速，湍流时的Re 也如此定义。
又因为在圆管流动中雷诺数Re>2000才进入湍流状态，并且在2000<Re<4000时，为层流向湍流过渡区。
为了更好的与尼古拉茨试验的比对，选择35~10310=⨯d Re 内的10个值3500、4000、4500、5000、6000、7000、9000、12000、15000、20000作为入口的Re ，具体的d Re 需模拟后才能得出，再将这几个数值作出曲线和误差分析。
使用ANSYS12.0中的Fluent 作为流场模拟的软件，在这里圆管属于细长结构中的流动用双精度（Double Precision ）模式模拟较精确。
准备使用k-epsilon ，增强壁面函数的k-epsilon 和S-A 湍流模式分别计算。
而且由于流动是湍流，并且网格在内部并不是和流速垂直的，所以使用二阶迎风格式，来提高精度，并且设置残差到10e-5，以提高精度。
通过Fluent 的Report 菜单中的surface Integrals 命令可以获得入口和出口的压力和速度的平均值。
下图为Surface Integrals 的窗口，其中Inexp 是实验段的入口截面，out 就是出截面：in Re 为入口雷诺数，v 为入口速度，p1是试验段起始端的压力，p2是试验段结束端的压力。
d Re 为实验段起始处雷诺数。
1λ和2λ分别为模拟算出的达西摩擦因子和用布拉休斯公式算出的达西摩擦因子。
再通过此表数据作出拟合曲线与布拉休斯公式的解对比，分析误差。
K-epsilon 湍流模式计算结果in Reν p1 p21λ 2λ误差3500 0.0833 -22.77689 -48.133842 0.10230.0411 148.74% 4000 0.0952 -27.525547 -58.737934 0.09643 0.0398 142.38% 4500 0.1071 -32.735207 -70.200340.09150.0386 136.74% 5000 0.1190 -38.257824 -82.344009 0.0872 0.0376 131.67% 6000 0.1428 -50.02042 -108.3573 0.0801 0.0359 122.82% 7000 0.1666 -62.615845 -136.41620.07450.0346115.23%9000 0.2142 -90.401306 -198.27414 0.0658 0.0325 102.65% 12000 0.2856 -136.95033 -302.46423 0.0568 0.0302 87.95% 15000 0.3570 -188.45871 -417.95313 0.0504 0.0286 76.35% 200000.4760-282.94147-630.13373 0.04290.026661.26%可见误差相当之大，究其原因，应该是标准k-epsilon 在壁面区使用了不够精确的近壁函数的半经验公式，以及工况中流场为层流向湍流的过度区。
在FLUENT 中对K-epsilon 做如下修改：增强壁面函数的K-epsilon湍流模式计算结果对比标准k-epsilon的精度高多了，但是仍然不够精确。
如果将网格划分得更精细些，将更好的控制误差。
S-A湍流模式计算以上是两种湍流模式模拟的曲线图，很明显S-A模式模拟出的结果优于k-epslion模式的。
五、总结虽然模拟的结果和经验公式还是有误差，但是经验公式本身也是不精确的，而且由于湍流模式和数值计算中都有不可避免的误差，然而能做到5%以内已经满足工程上的需要了。
而为什么S-A这种适用于低雷诺数的湍流模式，反而在高雷诺数情况下的计算结果更精于k-ε，通过查找文献，有以下的解释，一个湍流模型要想精确地求解出流动阻力，必须考虑近壁区低雷诺数的影响，特别是必须能很好地模拟出近壁区的时均速度轮廓。
Spalart—Allmaras湍流模型可很好地满足上述要求，要知道Spalart—Allmaras湍流模式最早是用于解决飞行器阻力问题，而且结果也证明Spalart-Allmaras湍流模型在模拟流动阻力方面的优势，但是S-A模式的计算成本也较高。