Driver-SeegmillerBackward-FacingStep_Teelon关关

http://s9/mw690/0068tQPizy7l180KSxi38&690
浏览网格模型，第一层高度H1=3.125E-5ft，9层高度H9=9.375E-4ft。因此，根据规划y⁺=1对应的距离为3.125E-5ft=0.000375inch=0.00000952m。NASA和CFD Online网站上都提供了y⁺计算器，可进行验证。

y⁺计算器：

NASA——https://geolab.larc.nasa.gov/APPS/YPlus/

CFD Online——https://www.cfd-online.com/Tools/yplus.php

y⁺计算结果如下，与网格规划基本一致。（参考长度取的是台阶右侧的管道长度50×0.5inch）

http://s4/mw690/0068tQPizy7l1aOu27Va3&690

http://s2/mw690/0068tQPizy7l1aOWld751&690
边界条件：左进右出，上下为Wall（No slip）。但为了在x/H=-4处获得与实验条件相符的仿真条件，将上壁面前12个节点设为无粘壁面。（On the Jmax boundary, the first 12 grid points were treated as an inviscid wall in order to try and match the boundary layer profile at x/H=-4. ）

StarCCM+实现

1、Import：导入Plot3d文件，并缩放0.3048（1m缩放到1ft）。

2、Split Zone：首先创建函数$${Position}[0]>=0?1:($${Position}[1]>=0.0127?1:0)，然后用这个函数拆分区域，最后再把拆出来不需要的区域删除。

http://s14/mw690/0068tQPizy7l1L1tI8Bcd&690

3、Physic Model：选择2D，Steady，Gas，Coupled Flow，Ideal Gas，Turbulent，K-Omega Turbulence，Gamma Transition。参考压力设为13.47psi，初始条件中的温度设为534.16R。

4、Split Boundary：Split by Angle分为上下左右边界，然后用函数把上壁面前12个节点边界拆分出来。

http://s13/mw690/0068tQPizy7l1L4QXKc9c&690

5、Boundary Condition：Left设为Free Stream（马赫数0.128，温度534.16R），Right设为Pressure Outlet，Lead设为Wall（Slip），其余设为为Wall（No Slip）。

6、Reports：创建Surface Standard Deviation，监测Bottom边界上Pressure的标准差。

7、Run：设置最大步数10000，运行仿真。5000步以后，Pressure标准差趋于稳定。

8、Plot XY：在X/H=-4、0、1.5、2.5、5、6等位置创建Plane Section，并以Velocity[i]为横坐标、Position[Y]为纵坐标对每个位置绘图。将结果与NASA实验数据进行对比。

http://s5/mw690/0068tQPizy7l1NXYsHa54&690
对Bottom边界上的Skin Friction Coefficient绘图。（注意在函数中设置密度和速度）

http://s1/mw690/0068tQPizy7l1OPCeME80&690

得到的曲线与NASA不一样，好像是取了绝对值。查StarCCM+手册，Skin Friction Coefficient的定义确实对τw（ wall shear stress）取了绝对值。对公式稍作改进，去掉绝对值，自定义一个函数来计算Skin Friction Coefficient，就可以得到和NASA一致的结果。

http://s4/mw690/0068tQPizy7l1Pb5Th1e3&690
http://s11/mw690/0068tQPizy7l1PXONE6fa&690

速度图:

http://s2/mw690/0068tQPizy7mO0RmnBLa1&690

Adina实现

对于Κ-ε和Κ-ω湍流模型，Adina对壁面函数的说明如下。

http://s7/mw690/0068tQPizy7lqN1TU7cd6&690
在Adina CFD中模拟：

1、按照SI单位制，以m为长度单位，画出YZ平面内的二维模型。然后拆分面、画网格。Y+取100左右，第一层网格厚度大约1e-4m。

http://s13/mw690/0068tQPizy7mNWrZN5Gec&690
2、 Model>>Flow Assumptions: 不包括热传递、选择Turbulent K-Epsilon模型。

3、Control>>Solution Process，参考Primer案例对单元类型和迭代参数进行设置。

4、Material：设置粘度和密度。

5、SBC：上下边界及台阶设置为Wall。

6、Load：Velocity——左侧入口速度44.2（Y方向）；入口Turbulence设置如下图，依次在（1）（2）（3）栏中输入湍流强度、平均速度和耗散长度（取入口宽度），然后Save（4）自动计算出湍动能和耗散率。