1．阻力系數(shù)定義

阻力系數(shù)：阻力系數(shù)常表示為Cd是流體力學(xué)中的無因次量，用來表示物體在流體（例如水或是空氣）中的阻力。阻力系數(shù)和物體的形狀及其表面特性有關(guān)。? ??

式中，

Cd：阻力系數(shù)

F ：阻力（阻力與來流速度方向相同）

pd?：動(dòng)壓，pd=ρv*v/2 (ρ為空氣密度，v為氣流相對于物體的流速）

A ：參考面積（飛機(jī)一般選取機(jī)翼面積為參考面積）

在fluent幫助文件中，The force coefficient is defined as force divided by 1/2ρv2A，where ?ρ，v，A and ?are the density，velocity，and area。fluent中的定義與上述定義相同。

阻力及阻力系數(shù)有方向之分，為流動(dòng)主流方向，其他方向的阻力很小。設(shè)置時(shí)需要指定阻力及阻力系數(shù)的方向。

2. 動(dòng)壓

動(dòng)壓，物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，在正對流體運(yùn)動(dòng)的方向的表面，流體完全受阻，此處的流體速度為0，其動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ埽瑝毫υ龃螅鋲毫ΨQ為全受阻壓力（簡稱全壓或總壓，用P表示），它與未受擾動(dòng)處的壓力（即靜壓，用P靜表示）之差，稱為動(dòng)壓（用P動(dòng)表示）。

經(jīng)Fluent驗(yàn)證，動(dòng)壓=總壓-靜壓

動(dòng)壓的特點(diǎn)：

（1）只有做定向流動(dòng)的空氣才呈現(xiàn)出動(dòng)壓；

（2）動(dòng)壓具有方向性，僅對與風(fēng)流方向垂直或斜交的平面施加壓力。垂直流動(dòng)方向的平面承受的動(dòng)壓最大，平行流動(dòng)方向的平面承受的動(dòng)壓為零；

（3）在同一流動(dòng)斷面上，因各點(diǎn)風(fēng)速不等，其動(dòng)壓各不相同；

（4）動(dòng)壓無絕對壓力與相對壓力之分，總是大于零

3. Fluent中的阻力系數(shù)

從定義可以看出，阻力系數(shù)與速度、面積及密度有關(guān)，F(xiàn)luent中需要首先指定阻力系數(shù)計(jì)算時(shí)的參考值

（Force coefficients use the reference area, density, and velocity. In addition, the pressure force calculation uses the reference pressure.）

參考值reference values：

參考面積Area：為迎風(fēng)面積，對管內(nèi)流，參考面積為圓管截面積

參考密度：參考溫度對于的密度，設(shè)置為流場中的平均密度，與操作密度不同

參考速度：氣流與物體的相對速度，若固體保持靜止，則為氣體流速

注：這里有個(gè)問題，參考速度與參考密度只有在計(jì)算之后才能夠知道，那如何從計(jì)算開始時(shí)就監(jiān)測阻力系數(shù)？

?

操作標(biāo)準(zhǔn)：在計(jì)算之后，通過某計(jì)算域的平均密度及速度指定參考密度及參考速度，然后通過后處理Results---Forces輸出阻力系數(shù)。

4. Fluent中阻力系數(shù)的輸出

Fluent中阻力系數(shù)有兩種輸出方式。

4.1 監(jiān)視器輸出

Per Zone：指定是否在每個(gè)墻壁區(qū)域上分別監(jiān)控多個(gè)墻壁區(qū)域的阻力。如果打開，表示輸出選中的每個(gè)wall單獨(dú)的阻力系數(shù)，當(dāng)此選項(xiàng)關(guān)閉（默認(rèn)）時(shí)，F(xiàn)luent計(jì)算并監(jiān)控所有選定墻壁區(qū)域組合在一起的總阻力。

Average Over (Time-Steps), Average Over (Iterations)：多個(gè)時(shí)間步或迭代步輸出一次，如指定的數(shù)值為5，表示五個(gè)迭代步輸出一次，且輸出的是這五個(gè)迭代步的平均值。

Force Vector：有X、Y、Z欄，阻力系數(shù)的方向，一般為主流方向。

Compute：可在控制欄輸出阻力及其系數(shù)的數(shù)值

4.2 后處理輸出

界面與第一種方式界面相似。對于Wall Zones的選取，想要計(jì)算哪個(gè)wall上的阻力，就選取哪個(gè)wall。

值得注意的是，對于wall-pipe和wall-pipe-shadow，兩個(gè)面并不是同一個(gè)面，所相鄰的計(jì)算域不同，計(jì)算出的結(jié)果差別很大，要選取正確。

上面為輸出的結(jié)果，F(xiàn)orces及Coefficients均有三個(gè)參數(shù)，分別為Pressure、Viscous、Total。其中Viscous表示阻力相關(guān)，F(xiàn)orces---Viscous表示阻力，Coefficients-- -Viscous表示阻力系數(shù)。Forces-Direction Vector(0 ?0 ?1)表示z方向的阻力及系數(shù)。

上面的結(jié)果：阻力為0.013730473，阻力系數(shù)為1.2672903。與第一種方式的輸出結(jié)果相同。

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