y+ Wandafstandcalculator
Bij het aanmaken van een CFD-mesh is het correct dimensioneren van de wandnabije celgrootte van cruciaal belang voor een nauwkeurige grenslaagresolutie. De dimensieloze wandafstand y+ bepaalt of de eerste cel binnen de viskeuze sublaag valt (y+ ≈ 1, vereist voor lage-Re turbulentiemodellen en wall-resolved LES) of in het log-law gebied (30 < y+ < 300, gebruikt met wandfuncties). Deze pagina biedt de formules achter de y+ wandafstandschatting en een calculator die de vereiste eerste-celhoogte retourneert voor elke combinatie van stromingscondities en gewenste y+.
Formules voor het schatten van de eerste-celhoogte op basis van y+
Het Reynoldsgetal voor een gegeven vrije-stroomsnelheid \(U_\infty\) en referentielengte \(L\) is:
$$Re = \frac{\rho \cdot U_{\infty} \cdot L}{\mu}$$
De Schlichting-wrijvingscoëfficiëntcorrelatie wordt gebruikt om de wrijvingscoëfficiënt \(C_f\) te schatten. Deze is geldig voor \(Re_x < 10^9\):
$$C_f = \left[ 2 \cdot \log_{10}(Re_x) - 0.65 \right]^{-2.3} \quad \text{voor} \quad Re_x < 10^9$$
De wandschuifspanning volgt uit de wrijvingscoëfficiënt:
$$\tau_w = C_f \cdot \tfrac{1}{2} \, \rho \, U_{\infty}^2$$
De wrijvingssnelheid \(u^*\) wordt afgeleid uit de wandschuifspanning en de vloeistofdichtheid:
$$u^* = \sqrt{\frac{\tau_w}{\rho}}$$
Ten slotte is de wandafstand (eerste-celhoogte) voor een gewenste y+:
$$y = \frac{y^+ \cdot \mu}{\rho \cdot u^*}$$
De onderstaande calculator evalueert al deze vergelijkingen en retourneert de tussenresultaten (Re, Cf, τw, u*) alsook de wandafstand in millimeters.
y+ Wandafstandcalculator
De standaardwaarden voor dichtheid en dynamische viscositeit gelden voor lucht bij 1 atm en 20 °C. Voor water bij dezelfde condities gebruikt u ρ = 998,21 kg/m3 en μ = 1,002×10−3 Pa·s.
Invoer
Resultaat
Disclaimer: De tools, calculators en formules op deze website zijn uitsluitend bedoeld voor educatieve en informatieve doeleinden. Hoewel wij streven naar nauwkeurigheid, kunnen wij niet garanderen dat de resultaten van toepassing zijn op uw specifieke omstandigheden. Gebruikers worden aangemoedigd om resultaten onafhankelijk te verifiëren en indien nodig een gekwalificeerde professional te raadplegen. Door het gebruik van deze tools erkent u dat het gebruik van informatie verkregen via deze site op eigen risico is.
Voor complexe geometrieën waar een vlakke-plaatschatting niet volstaat, kan ons CFD-team voorbereidende simulaties uitvoeren om de wandnabije meshresolutie te verifiëren en de grenslaag-prismalagen dienovereenkomstig aan te passen. Meer info over de grondbeginselen vindt u in onze opleiding Inleiding tot Computational Fluid Dynamics.
Veelgestelde vragen
Veelgestelde vragen over y⁺ en wandnabije meshing.