1. Q准则的基本概念与定义
Q准则是一种广泛应用于流体力学中用于识别涡结构的数学判据。其基本定义为：Q 值等于流场中某点的旋转张量平方（Ω）减去应变率张量平方（S），即：
Q = Ω² - S²
当 Q > 0 时，表示该区域以旋转为主，可能为涡结构；反之则为非涡区。在 Tecplot 中，用户可以通过自定义变量计算 Q 值，并结合可视化手段进行分析。
2. Tecplot 中 Q 准则的实现步骤
导入流场数据（如速度、压力等）到 Tecplot。使用“Data → Alter → Specify Equations”功能，输入以下公式计算 Q 值：
{Q} = ({vorticity_x}^2 + {vorticity_y}^2 + {vorticity_z}^2) / 2 - ({strain_rate_xx}^2 + {strain_rate_xy}^2 + ...)
生成新的变量 Q 后，使用等值面或颜色映射图进行可视化。通过调整 Q 的阈值范围，观察涡结构的变化情况。
3. 设置 Q 阈值的常见问题与误区
问题类型表现形式影响无依据选择 Q 范围直接套用文献中的 Q 值而不考虑当前流场尺度导致涡结构被误判或遗漏忽略流动特征差异对不同雷诺数或几何结构使用相同 Q 值结果缺乏物理一致性变量计算方式理解偏差未正确使用 vorticity 和 strain rate 张量Q 值计算错误，图像失真
4. 如何科学地确定合适的 Q 阈值
为了合理设置 Q 参数，建议采用如下流程：
graph TD
A[准备流场数据] --> B[计算 Q 变量]
B --> C{是否已知典型 Q 范围？}
C -->|是| D[初步设定 Q 阈值]
C -->|否| E[进行试算并统计 Q 分布]
D --> F[可视化涡结构]
E --> F
F --> G{是否满足物理合理性？}
G -->|否| H[调整 Q 阈值]
G -->|是| I[保存配置并输出结果]
H --> F
5. 结合具体流动特征进行参数优化
在实际应用中，需根据以下因素动态调整 Q 值：
雷诺数 Re：高 Re 下涡结构更复杂，Q 阈值应适当降低。网格分辨率：细密网格可捕捉更小尺度涡旋，Q 值应相应细化。流场类型：如边界层分离、尾涡、湍流等，需分别测试最优 Q 值。参考文献和经验公式：可作为初始设定参考，但需本地化验证。