fluent各種邊界條件的適用范圍

2016-09-04  by:CAE仿真在線  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

FLUENT中各種邊界條件的使用范圍

用于定義流動(dòng)入口邊界的速度和標(biāo)量。

用來(lái)定義流動(dòng)入口邊界的總壓和其它標(biāo)量。

用于已知入口質(zhì)量流速的可壓縮流動(dòng)。在不可壓縮流動(dòng)中不必指定入口的質(zhì)量流,因?yàn)楫?dāng)密度是常數(shù)時(shí),速度入口邊界條件就確定了質(zhì)量流條件。

用于定義流動(dòng)出口的靜壓(在回流中還包括其它的標(biāo)量)。當(dāng)出現(xiàn)回流時(shí),使用壓力出口邊界條件來(lái)代替質(zhì)量出口條件常常有更好的收斂速度。

用于模擬無(wú)窮遠(yuǎn)處的自由可壓縮流動(dòng),該流動(dòng)的自由流馬赫數(shù)以及靜態(tài)條件已知。這一邊界類型只用于可壓縮流。

用于在解決流動(dòng)問(wèn)題之前,所模擬的流動(dòng)出口的流速和壓力的詳細(xì)情況還未知的情況。在流動(dòng)出口是完全發(fā)展的時(shí)候這一條件是適合的,這是因?yàn)橘|(zhì)量出口邊界條件假定出了壓力之外的所有流動(dòng)變量正法向梯度為零。不適合于可壓縮流動(dòng)。

用于模擬具有指定的損失系數(shù)、流動(dòng)方向以及周圍(入口)環(huán)境總壓和總溫的進(jìn)風(fēng)口。

用于模擬外部進(jìn)氣扇,它具有指定的壓力跳躍、流動(dòng)方向以及周圍(進(jìn)口)總壓和總溫。

用于模擬通風(fēng)口,它具有指定的損失系數(shù)以及周圍環(huán)境(排放處)的靜壓和靜溫。

用于模擬外部排氣扇,它具有指定的壓力跳躍以及周圍環(huán)境(排放處)的靜壓。

速度入口邊界條件用于定義流動(dòng)速度以及流動(dòng)入口的流動(dòng)屬性相關(guān)標(biāo)量。這一邊界條件適用于不可壓縮流,如果用于可壓縮流它會(huì)導(dǎo)致非物理結(jié) 果,這是因?yàn)樗试S駐點(diǎn)條件浮動(dòng)。應(yīng)該注意不要讓速度入口靠近固體妨礙物,因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)入口駐點(diǎn)屬性具有太高的非一致性。

壓力入口邊界條件用于定義流動(dòng)入口的壓力以及其它標(biāo)量屬性。它即可以適用于可壓縮流,也可以用于不可壓縮流。壓力入口邊界條件可用于壓力已知但是流動(dòng)速度和/或速率未知的情況。這一情況可用于很多實(shí)際問(wèn)題,比如浮力驅(qū)動(dòng)的流動(dòng)。壓力入口邊界條件也可用來(lái)定義外部或無(wú)約束流的自由邊界。

用于已知入口質(zhì)量流速的可壓縮流動(dòng)。在不可壓縮流動(dòng)中不必指定入口的質(zhì)量流,因?yàn)楫?dāng)密度是常數(shù)時(shí),速度入口邊界條件就確定了質(zhì)量流條件。當(dāng)要求達(dá)到的是質(zhì)量和能量流速而不是流入的總壓時(shí),通常就會(huì)使用質(zhì)量入口邊界條件。調(diào)節(jié)入口總壓可能會(huì)導(dǎo)致解的收斂速度較慢,所以如果壓力入口邊界條件和質(zhì)量入口條件都可以接受,應(yīng)該選擇壓力入口邊界條件。

壓力出口邊界條件需要在出口邊界處指定靜(gauge)壓。靜壓值的指定只用于亞聲速流動(dòng)。如果當(dāng)?shù)亓鲃?dòng)變?yōu)槌曀?就不再使用指定壓力了,此時(shí)壓力要從內(nèi)部流動(dòng)中推斷。所有其它的流動(dòng)屬性都從內(nèi)部出。在解算過(guò)程中,如果壓力出口邊界處的流動(dòng)是反向的,回流條件也需要指定。如果對(duì)于回流問(wèn)題指定了比較符合實(shí)際的值,收斂性困難就會(huì)被減到最小。

FLUENT中使用的壓力遠(yuǎn)場(chǎng)條件用于模擬無(wú)窮遠(yuǎn)處的自由流條件,其中自由流馬赫數(shù)和靜態(tài)條件被指定了。壓力遠(yuǎn)場(chǎng)邊界條件通常被稱為典型邊界條件,這是因?yàn)樗褂玫湫偷?信息(黎曼不變量)來(lái)確定邊界處的流動(dòng)變量。這一邊界條件只應(yīng)用于密度是用理想氣體定律計(jì)算出來(lái)的情況,不可以適用于其它情況要有效地近似無(wú)限遠(yuǎn)處的條 件,必須建立的這個(gè)遠(yuǎn)場(chǎng)放到所關(guān)心的計(jì)算物體的足夠遠(yuǎn)處。例如,在機(jī)翼升力計(jì)算中遠(yuǎn)場(chǎng)邊界一般都要設(shè)到20倍弦長(zhǎng)的圓周之外。

當(dāng)流動(dòng)出口的速度和壓力在解決流動(dòng)問(wèn)題之前是未知時(shí),FLUENT會(huì)使用質(zhì)量出口邊界條件來(lái)模擬流動(dòng)。你不需要定義流動(dòng)出口邊界的任何條件(除非你模擬輻射熱傳導(dǎo)、粒子的離散相或者分離質(zhì)量流):FLUENT會(huì)從內(nèi)部推導(dǎo)所需要的信息。然而,重要的是要知道這一邊界類型的限制。

下面的幾種情況不能使用質(zhì)量出口邊界條件,
1.如果包含壓力出口,請(qǐng)使用壓力出口邊界條件
2.如果模擬可壓縮流
3.如果模擬變密度的非定常流,即使流動(dòng)是不可壓的也不行。 

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