偏心旋转的处理方式

对于如下图所示的几何模型，想要计算得到静止区域内的流场分布，可以采用两种方式。

• case1：几何模型不变，直接指定内部圆面的角速度为1 rad/s
• case2：将计算模型改造为下图所示，采用MRF指定圆环面面的区域旋转速度为1 rad/s

1 壁面运动

直接指定内圈壁面旋转角速度为1 rad/s

• 采用稳态层流计算
• 指定面的旋转角速度为1 rad/s

• 计算得到的速度分布如下图所示

2 MRF模型

采用MRF进行计算。

• 指定内圈区域旋转角速度为1 rad/s

计算结果如下图所示。

可以看到这与直接指定壁面旋转速度并无区别。

3 总结讨论

不过这里要注意，直接指定壁面运动边界是有非常严格的要求的，并非任何情况下都可以使用。

直接指定壁面运动仅限于运动方向与壁面切向方向保持一致时。如下图所示的三种不同的模型，模型（1）可以使用壁面旋转，因为运动壁面是完整的回转几何，不过在使用时需要确认旋转中心坐标。模型（2）的旋转壁面是个椭圆，无法直接给壁面指定一个旋转角速度，因为当该椭圆面旋转时，会改变计算区域的形状。模型（3）的旋转壁面是一个不规则几何，更无法直接指定该壁面为旋转，其原因等同于模型（2）。

将模型(2)与模型(3)改造为多计算域，如下图所示，可以使用MRF、SMM模型。

除了旋转运动，平移运动有时也可以直接指定为壁面运动。此时依然仅用于壁面沿切向运动。如下图（1）所示的两个壁面均为沿切线运动壁面，在计算过程中可以直接指定其运动速度。而图（2）中的下底面运动时，有壁面方向与速度方向不相切，因此下底面不能直接指定其运动速度。

不过图（2）中的几何可以改造为下图所示所示的模型，之后利用MRF进行处理。

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