Fluent中水力直径到底是什么？概念与计算详解

定义

在Fluent中，水力直径是指流体在 管道 或通道中流动时所表现出的几何形状的特征长度，通常用于计算流体的雷诺数。在Fluent中，水力直径的计算公式为：
Dh=4A/PD_h = 4A/PDh​=4A/P

   其中，Dh表示水力直径，A表示通道或管道的横截面积，P表示通道或管道的周长。特别需要注意的是，这里的面积和周长都是浸润面积和周长，如果流体并不是完全完整流过物体，那么需要计算流体流过部分的面积和周长带入 公式计算 。

   下面三个示例，都以完全浸润计算。

圆

对于截面为圆的水力直径：A=πr2A=\pi r^2A=πr2,P=πd=π2rP=\pi d=\pi 2rP=πd=π2r,则Dh=4πr2π2r=2r=dD_h=\frac{4\pi r^2}{\pi 2r}=2r=dDh​=π2r4πr2​=2r=d

矩形

取长为a,宽为b,Dh=4AP=4ab2(a+b)=2aba+bD_h=\frac{4A}{P}=\frac{4ab}{2(a+b)}=\frac{2ab}{a+b}Dh​=P4A​=2(a+b)4ab​=a+b2ab​

圆环

若圆环由一个小圆和一个大圆构成，小圆的半径为 d1 ，大圆的半径为d2
Dh=4AP=4∗0.25π(d22−d12)π(d2+d1)=(d22−d12)(d2+d1)=d2−d1D_h=\frac{4A}{P}=\frac{4*0.25\pi (d_2^2-d_1^2)}{\pi(d_2+d_1)}=\frac{(d_2^2-d_1^2)}{(d_2+d_1)}=d_2-d_1Dh​=P4A​=π(d2​+d1​)4∗0.25π(d22​−d12​)​=(d2​+d1​)(d22​−d12​)​=d2​−d1​

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