FLUENT質量加權平均和面積加權平均的區(qū)別

2017-02-19 by:CAE仿真在線來源:互聯網

網上關于fluent中質量加強平均(Mass-Weighted Average)和面積加權平均(Area-weighted average)的討論很多,自己總結了一二,希望能夠說明一些問題。

一、理論分析。

各自的公式如下圖所示:

下面通過如圖所示的通風截面分析面積加權平均速度與質量加權平均速度的區(qū)別。

圖中:通風截面被分為1、2、3、4四個單元,風以一定速度v垂直于通風截面均勻流出,其中陰影部分代表出風區(qū)域,空白區(qū)域表示沒有出風,根據公式(1)和(2)可以求出該通風截面四種出風情況下的面積加權平均速度與質量加權平均速度,如圖所示,兩類速度的對比圖。

通風截面四種出風情況下的面積加權平均速度與質量加權平均速度如下表。

從以上分析可以得出:

當通風截面出風不均勻的情況下,用質量加權平均速度表示的通風截面的平均出風速度偏高,用面積加權平均速度來衡量通風截面的平均出風速度更合理一些;當通風截面出風非常均勻時,通風截面的平均出風速度可以采用質量加權平均速度、也可以采用面積加權平均速度來衡量。

參考文獻:陶紅歌,陳煥新,謝軍龍等.面積加權平均速度與質量加權平均速度的對比分析[C].//全國暖通空調制冷2010年學術年會論文集.2010:3522-3526.

二、實際應用(FLUENT)

根據以上的分析,從公式中可以看出:

質量加權平均:等式右邊為相除關系,其中分子為場變量乘以小面面積矢量和動量矢量點乘積的絕對值,然后加和;分母為小面面積矢量和動量矢量點乘積的絕對值,然后加和(表面質量流量)。

主要應用:Bulk temperature, bulk species mass fraction across a face.

面積加權平均:將選擇的場變量和小面面積乘積得到乘積,然后將乘積加和,之后再用總的表面積相除得到。

主要應用:Average pressure , shear, diffusion flux , temperature, velocity, etc. over a surface.

參考文獻:FLUENT HELP;Integrals in FLUENT。

三、總結

通過上述分析,個人感覺在大部分的應用中,我們使用面積加權平均的比較多,我們常說的平均,可以說就是面積加權平均。

另外:關于Area-Weighted Average與facet Average的區(qū)別在流體中文網上有一個帖子講的比較透徹:Area-Weighted Average與facet Average的區(qū)別

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