y+-Wandabstandsrechner
Beim Vernetzen von Geometrien für eine CFD-Analyse ist es oft nützlich, den Wandabstand zu schätzen, um ein bestimmtes y+ zu erreichen. Mit dem untenstehenden Rechner können Sie diesen Wandabstand berechnen.
Formeln zur Berechnung des Wandabstands aus y+
Die Reynolds-Zahl für eine gegebene freie Strömungsgeschwindigkeit U∞ ist:
$${Re = \frac{\rho \cdot U_{\infty} \cdot L_{Grenzschicht}}{\mu}}$$
Die Schlichting-Formel zur Bestimmung des Hautreibungskoeffizienten Cf wird in diesem Rechner verwendet und ist gültig für Rex < 109:
$${C_f = [ 2 \cdot log_{10}(Re_x) - 0.65 ] ^{-2.3} \quad \mbox{für} \quad Re_x < \; 10^9}$$
Die Wand-Schubspannung wird aus dem Hautreibungskoeffizienten Cf berechnet:
$${\tau_w = C_f \cdot \frac{1}{2} \, \rho \, U_{\infty}^2}$$
Die Reibungsgeschwindigkeit u* ist eine Funktion der Fluiddichte und der Wand-Schubspannung:
$${u^* = \sqrt{\frac{\tau_w}{\rho}}}$$
Und schließlich ist der Wandabstand für ein gewünschtes y+:
$${y = \frac{y^+ \mu}{\rho \, u^*}}$$
y+-Wandabstandsrechner
Die voreingestellten Werte für Dichte und dynamische Viskosität im Rechner gelten für Luft bei p = 1 atm und T = 20°C.
Die Dichte und dynamische Viskosität für Wasser unter denselben Bedingungen betragen 998,21 kg/m3 bzw. 1,002e-3 Pa.s.