FLUENT質(zhì)量加權(quán)平均和面積加權(quán)平均的區(qū)別

2017-02-19 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

網(wǎng)上關(guān)于fluent中質(zhì)量加強(qiáng)平均(Mass-Weighted Average)和面積加權(quán)平均(Area-weighted average)的討論很多,自己總結(jié)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:

FLUENT質(zhì)量加權(quán)平均和面積加權(quán)平均的區(qū)別

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

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

通風(fēng)截面四種出風(fēng)情況下的面積加權(quán)平均速度與質(zhì)量加權(quán)平均速度如下表。

從以上分析可以得出:

當(dāng)通風(fēng)截面出風(fēng)不均勻的情況下,用質(zhì)量加權(quán)平均速度表示的通風(fēng)截面的平均出風(fēng)速度偏高,用面積加權(quán)平均速度來衡量通風(fēng)截面的平均出風(fēng)速度更合理一些;當(dāng)通風(fēng)截面出風(fēng)非常均勻時,通風(fēng)截面的平均出風(fēng)速度可以采用質(zhì)量加權(quán)平均速度、也可以采用面積加權(quán)平均速度來衡量。

參考文獻(xiàn):陶紅歌,陳煥新,謝軍龍等.面積加權(quán)平均速度與質(zhì)量加權(quán)平均速度的對比分析[C].//全國暖通空調(diào)制冷2010年學(xué)術(shù)年會論文集.2010:3522-3526.

二、實(shí)際應(yīng)用(FLUENT)

根據(jù)以上的分析,從公式中可以看出:

質(zhì)量加權(quán)平均:等式右邊為相除關(guān)系,其中分子為場變量乘以小面面積矢量和動量矢量點(diǎn)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(diǎn)乘積的絕對值,然后加和(表面質(zhì)量流量)。

主要應(yīng)用:Bulk temperature, bulk species mass fraction across a face.

面積加權(quán)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(yīng)用:Average pressure , shear, diffusion flux , temperature, velocity, etc. over a surface.

參考文獻(xiàn):FLUENT HELP;Integrals in FLUENT。

三、總結(jié)

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

另外:關(guān)于Area-Weighted Average與facet Average的區(qū)別在流體中文網(wǎng)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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