導讀：緊接上文《CFD理論|流動邊界層》，介紹壁面函數。

在高Re（雷諾數）運動過程中，湍流模型只針對充分發展的湍流才有效，而在近壁面處，由于邊界層的存在，流動發展不充分，湍流發展并不充分，此時湍流模型在該區域并不適用，必須采用特殊的處理方法解決近壁面流動問題。——壁面函數。

壁面邊界層

這里的壁面邊界層主要指的是 《CFD理論|流動邊界層》中介紹邊界層的內層——粘性底層、過渡層、對數律層。

對于壁面區不同層的高度及速度可以用沿著壁面法向的無量綱高度y+和無量綱速度u+表示：

其中u表示流體的時均速度，ut 表示壁面摩擦速度:

tw, 是壁面切應力， y是壁面的垂直距離。

 y+可以用來判斷流體區域處在哪個區域，每個區域的流動都有對應的半經驗公式。

在y+<5時，區域處在粘性底層，速度呈線性分布，u+=y+ ;

在 60<y+<300時，流動處于對數律層，此時速度沿壁面法線法相呈對數律分布， y+=2.5lny+。

壁面函數與近壁模型

   

在處理壁面區流動時，有兩種方法：

其一是 壁面函數法，實際上就是利用上述的半經驗公式，將壁面區的無流量與湍流核心區的未知量直接聯系起來。壁面函數法需要與高雷諾數（Re）  k-e模型配合使用。

壁面函數法的本質就是在湍流核心區采用湍流模型，在近壁面區采用壁面函數法。

其二是近壁模型，如一些低雷諾數模型、 k-w湍流模型就是一種典型的近壁面湍流模型，這種模型就是直接通過修改湍流模型使其能夠求解近壁粘性影響區域。

壁面函數類型

  Fluent提供以下幾種壁面函數類型：

	優點	缺點
標準壁面函數	計算量小，精確度高	對于低雷諾數問題。有壓力梯度和大的體積力、低雷諾數和高速三維流動問題不合適
非平衡壁面函數	考慮壓力梯度，可以計算分離、再附著以及撞擊問題	對于低雷諾數問題，有較強壓力梯度和強體積力問題不適合
增強壁面處理	不依賴壁面法則，適用復雜流動，低雷諾數流動	網格要求密，計算量大

壁面函數也有不適用的場景： 

（1）低雷諾數效應和近壁面效應（小縫出流、高粘性低速流動等）；

（2）通過壁面的大量沸騰；

（3）大壓力梯度下導致的邊界層分離；

（4）強體積力（旋轉圓盤附近的流動、浮力驅動流）；

（5）近壁區三維流動（ekman螺旋流動、高度歪斜的3D邊界層）

若模型中出現以上的情況，則必須使用近壁模型。

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