流体解析ソフトウェア
Advance/FrontFlow/red
壁面法則・壁関数
へきめんほうそく・へきかんすう
説明
壁面法則（壁関数）は、高レイノルズ数乱流において、壁面近傍の流速や温度の分布を経験的に与える手法である。代表的なものに対数則があり、速度の場合は
\[u^+ = \frac{1}{\kappa}\ln y^+ + B\]
（\(\kappa \approx 0.41\)、\(B \approx 5\)）で表される。ここで
\[u^+ = U / u_*\]
、
\[y^+ = y u_* / \nu\]
はそれぞれ無次元速度および無次元壁距離、
\[u_* = \sqrt{\tau_w/\rho}\]
は摩擦速度である。壁関数法では、乱流モデルの壁面近傍境界条件としてこの経験則を用いることで、壁直近の極端に細かい格子を置かずに平均的な効果を取り込む。Spalding の壁関数など改良型も存在し、熱伝達の場合も類似の法則が用意されている。