渦/渦流分析方法(CFD-Post)——渦量與Q準則

流場分析過程中,除了通過速度分布(云圖、流線圖、速度矢量圖)對渦進行分析外,通常會采用各種渦識別方法來幫助分析流場的流動狀態,如渦量以及常用的渦識別方法(Q準則、λ2準則等)。另外在分析水力機械的流場分析中會采用壓力等值面的方法,采用壓力等值面識別渦流結構是認為渦核中心的壓力遠遠低于周圍的壓力,壓力等值面識別得到的渦結構可以與空化聯系到一起分析。

CFD-Post中包含的渦流分析方法如下所示:

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  1. 渦量

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渦量公式中有系數0.5,CFX、Tecplot在計算的過程中是沒有系數的,按照需要是否添加就可。

CFX計算結果是可以直接輸出渦量(Vorticity),當計算結果沒有包含渦量時,可以自行創建變量,創建步驟如下:

①分別計算渦量在笛卡爾坐標系下的三個分量,在Expression中添加

      Wx = 1*( Velocity w.Gradient Y-Velocity v.Gradient Z)
      Wy = 1*( Velocity u.Gradient Z-Velocity w.Gradient X)
      Wz = 1*( Velocity v.Gradient X-Velocity u.Gradient Y)

②以向量形式創建自定義變量vorticity,在Variables中添加

USER VECTOR VARIABLE: vorticity
Boundary Values = Conservative
Calculate Global Range = Off
Recipe = Expression
Variable to Copy = Pressure
Variable to Gradient = Pressure
X Expression = Wx
Y Expression = Wy
Z Expression = Wz
END

當然CFX中Velocity.Curl與Vorticity 是完全相同的,如果計算結果有Velocity.Curl是可以直接使用的。

2.Q準則

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上一篇:CFX學習案例:煙囪排入大氣流場計算

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CFD-Post中渦識別準則(Q準則)的實現方法——Q準則

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