描述
此示例基于德国WTG文件中《委员会3 - 风流数值模拟》事实表，第9.1章节中的大气边界层（ABL）测试（参见参考文献）。它是VE0309 - 大气边界层测试的扩展。
在这种情况下，底部墙壁使用粗糙表面边界条件，并将结果与光滑表面进行比较。在下文中，展示了根据EN 1991-1-4定义的地形类别0的速度、湍流动能和湍流耗散率的发展。根据第6.3.1章节，使用了垂直各向异性的湍流模型和RANS k-ω SST湍流模型。| 流体特性 | 运动粘度 | ν | 1.500e-5 | m2/s |
| 密度 | ρ | 1.250 | kg/m3 | |
| 风洞 | 长度 | Dx | 800.000 | m |
| 宽度 | Dy | 80.000 | m | |
| 高度 | Dz | 300.000 | m | |
| 计算参数 | 参考速度 | uref | 20.000 | m/s |
| 参考高度 | zref | 10.000 | m | |
| 冯·卡门常数 | κ | 0.410 | ||
| 湍流粘度常数 | Cμ | 0.090 | ||
| 粗糙度参数 | 空气动力学表面粗糙长度 | z0 | 0.003 | m |
| 粗糙度常数 | Cs | 0.500 |
分析解
没有可用的分析解。此示例提供了底部墙壁为粗糙表面的空风洞中所选量场发展的概述。
风速剖面根据以下公式计算：
其中u*为摩擦速度，定义为：
湍流k剖面根据以下公式定义：
湍流ω剖面根据以下公式计算：
对于粗糙表面当量，砂粒粗糙高度必须根据以下公式计算：
RWIND 仿真设置
- 在RWIND 3.03.0220中建模
- 稳定流仿真类型
- 网格密度为28%: 2,482,465个单元
- 风洞边界层数量为10层
- 底部的第一个单元高度为0.046米
- y+范围为800至1000
- RANS k-ω SST湍流模型
- 入口边界条件 - ABL v, k, ω; 零压差
- 风洞底部 - 无滑移边界条件，使用墙函数处理湍流粘度的墙约束（砂粒粗糙度） - 在OpenFOAM中使用nutkRoughWallFunction
- 风洞墙壁和顶部 - 滑移边界条件
- 出口边界条件 - 零压力；零速度梯度
结果
以下图中展示了粗糙和光滑表面的空气流动行为（速度、湍流动能和湍流耗散率的发展）的比较。
