fluent中使用非牛顿流体

1、非牛顿流体:剪应力与剪切应变率之间满足线性关系的流体称为牛顿流体,而把不满足线性关系的流体称为非牛顿流体。

2、fluent中使用非牛顿流体

a、层流状态:直接在材料物性下设置材料的粘度,设置其为非牛顿流体。

b、湍流状态

fluent在设置湍流模型后,会自动将材料的非牛顿流体性质直接改成了牛顿流体,因此需要做一些修改。最基本的方式有两种:1、打开隐藏的湍流模型下非牛顿流体功能;2,直接利用UDF宏DEFINE_PROPERTY定义

3、打开隐藏的湍流模型下非牛顿流体功能

方法为:

(1) 在湍流模型中选择标准的k-e模型;(2) 在Fluent窗口输入命令:define/models/viscous/turbulence-expert/turb-non-newtonian 然后回车。

(3) 输入:y 然后回车。

4、利用DEFINE_PROPERTY宏

A:这是一个自定义材料的粘度程序如下,也许对你有帮助。
在记事本中编辑的,另存为“visosity1.c"
#include "udf.h"
DEFINE_PROPERTY(cell_viscosity, cell, thread)
{
real mu_lam;
real trial;
rate=CELL_STRAIN_RATE_MAG(cell, thread);
real temp=C_T(cell, thread);
mu_lam=1.e12;
{
if(rate>1.0e-4 && rate<1.e5)
trial=12830000./rate*log(pow((rate*exp(17440.46/temp)/1.535146e8),0.2817)+pow((1.+pow((rate*exp(17440.46/temp)/1.535146e8),0.5634)),0.5));
else if (rate>=1.e5)
trial=128.3*log(pow((exp(17440.46/temp)/1.535146e8),0.2817)+pow((1.+pow((exp(17440.46/temp)/1.535146e8),0.5634)),0.5));
else
trial=1.283e11*log(pow((exp(17440.46/temp)/1.535146e12),0.2817)+pow((1.+pow((exp(17440.46/temp)/1.535146e12),0.5634)),0.5));
}
else if(temp>=855.&&temp<905.)
{
if(rate>1.0e-4 && rate<1.e5)
trial=12830000./rate*log(pow((rate*4.7063),0.2817)+pow((1.+pow((rate*4.7063),0.5634)),0.5))*pow(10.,-0.06*(temp-855.));
else if (rate>=1.e5)
trial=243.654*pow(10.,-0.06*(temp-855.));
else
trial=1.47897e10*pow(10.,-0.06*(temp-855.));
}
else if(temp>=905.)
{
if(rate>1.0e-4 && rate<1.e5)
trial=12830./rate*log(pow((rate*4.7063),0.2817)+pow((1.+pow((rate*4.7063),0.5634)),0.5));
else if (rate>=1.e5)
trial=0.24365;
else
trial=1.47897e7;
}
if(trial<1.e12&&trial>100.)
mu_lam=trial;
else if(trial<=1.)
mu_lam=1.;
else
mu_lam=1.e12;
return mu_lam;
}

B:在Fluent中使用Herschel-Bulkley粘性模型:

/* UDF for Herschel-Bulkley viscosity */
#include "udf.h”
real T,vis, s_mag, s_mag_c, sigma_y,n,k;
real C_1 = 1.0;
real C_2 = 1.0;
real C_3 = 1.0;
real C_4 = 1.0;
int ia ;
DEFINE_PROPERTY(hb_viscosity,c,t)
{
T=C_T(c, t);
s_mag = CELL_STRAIN_RATE_MAG(c,t);
/* Input parameters for H-B Viscosity */
if (ia==0.0)
{ C_1 = RP_Get_Real("c_1");
C_2 = RP_Get_Real("c_2");
C_3 = RP_Get_Real("c_3");
C_4 = RP_Get_Real("c_4");
ia = 1;}
k= C_1 ;
n= C_2 ;
sigma_y = C_3 ;
s_mag_c = C_4 ;
if (s_mag < s_mag_c)
{vis = sigma_y*(2-s_mag/s_mag_c)/s_mag_c+k*((2-n)+(n-1)*s_mag/s_mag_c)*pow(s_mag_c,(n-1));}
else
{ vis = sigma_y / s_mag + k*pow(s_mag, (n-1));}
return vis;
}