fluent中的水力直径到底是什么？

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：
D h = 4 A / P D_h = 4A/P Dh​=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 = π r 2 A=\pi r^2 A=πr2,$P=\pi d=\pi 2r$,则 D h = 4 π r 2 π 2 r = 2 r = d D_h=\frac{4\pi r^2}{\pi 2r}=2r=d Dh​=π2r4πr2​=2r=d

矩形

取长为a,宽为b, D h = 4 A P = 4 a b 2 ( a + b ) = 2 a b a + b D_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
D h = 4 A P = 4 ∗ 0.25 π ( d 2 2 − d 1 2 ) π ( d 2 + d 1 ) = ( d 2 2 − d 1 2 ) ( d 2 + d 1 ) = d 2 − d 1 D_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_1 Dh​=P4A​=π(d2​+d1​)4∗0.25π(d22​−d12​)​=(d2​+d1​)(d22​−d12​)​=d2​−d1​

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