分布式源对流-扩散-反应方程中壁面边界条件的半解析/经验建模

计算科学 边界条件 平流扩散
2021-12-03 10:19:21

的 3D 稳态输运方程, 其中是传输量,是速度场,是扩散率(随位置变化),是均匀线性衰减率,是空间变化的分布源。 我们还假设方程要在预先存在的有限体积框架中求解,再加上速度和其他量的“同时”解,从中获得

(uc)=(Dc)λc+S
cuDλS
S

该方程在指定的墙边界处服从均匀混合型 BC: 其中是向外指向的墙法线方向和表示“沉积速度”。混合型 BC 用于保持一点一般性,但实际上应该理想地趋向于以近似齐次 Dirichlet BC。

Dcn+γc=0
nγγ+

初步分析表明,当前问题的物理参数值(例如低扩散率、缓慢衰减)与大的沉积速度和壁处的非零源相结合,在非常薄的壁层中产生了非常陡峭的梯度。如果我的兴趣是同时掌握的 3D 分布和墙壁上的沉积通量,这将需要靠近墙壁的网格细化到无法承受的水平。c

给出一个想法,可以很容易地验证,在具有均匀源和均匀特性的平行板之间完全展开的层流中,相应问题的解析解会产生一个解(在无限的极限内)除了靠近墙壁的地方,它在任何地方都接近一个统一的的特征长度的指数定律,它迅速下降到零。SγS/λD/λ

那么我的问题是:在这种情况下是否有一些半分析和/或半经验的方法来处理壁面边界条件?具体来说,我正在寻找某种方法来模拟墙梯度,而不是在墙层中解决它。
我正在考虑类似于标准湍流建模中的壁函数方法所实现的东西。
分布式源术语的设置不是很常见,我正在努力寻找合适的东西。也许我只是使用了错误的关键字。

无论如何,任何评论/建议/建议/参考都会非常感激。

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