fluent各種邊界條件的適用范圍

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

FLUENT中各種邊界條件的使用范圍

用于定義流動入口邊界的速度和標量。

用來定義流動入口邊界的總壓和其它標量。

用于已知入口質量流速的可壓縮流動。在不可壓縮流動中不必指定入口的質量流,因為當密度是常數(shù)時,速度入口邊界條件就確定了質量流條件。

用于定義流動出口的靜壓(在回流中還包括其它的標量)。當出現(xiàn)回流時,使用壓力出口邊界條件來代替質量出口條件常常有更好的收斂速度。

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

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

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

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

用于模擬通風口,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速度以及流動入口的流動屬性相關標量。這一邊界條件適用于不可壓縮流,如果用于可壓縮流它會導致非物理結 果,這是因為它允許駐點條件浮動。應該注意不要讓速度入口靠近固體妨礙物,因為這會導致流動入口駐點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入口的壓力以及其它標量屬性。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速度和/或速率未知的情況。這一情況可用于很多實際問題,比如浮力驅動的流動。壓力入口邊界條件也可用來定義外部或無約束流的自由邊界。

用于已知入口質量流速的可壓縮流動。在不可壓縮流動中不必指定入口的質量流,因為當密度是常數(shù)時,速度入口邊界條件就確定了質量流條件。當要求達到的是質量和能量流速而不是流入的總壓時,通常就會使用質量入口邊界條件。調節(jié)入口總壓可能會導致解的收斂速度較慢,所以如果壓力入口邊界條件和質量入口條件都可以接受,應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。如果當?shù)亓鲃幼優(yōu)槌曀?就不再使用指定壓力了,此時壓力要從內部流動中推斷。所有其它的流動屬性都從內部出。在解算過程中,如果壓力出口邊界處的流動是反向的,回流條件也需要指定。如果對于回流問題指定了比較符合實際的值,收斂性困難就會被減到最小。

FLUENT中使用的壓力遠場條件用于模擬無窮遠處的自由流條件,其中自由流馬赫數(shù)和靜態(tài)條件被指定了。壓力遠場邊界條件通常被稱為典型邊界條件,這是因為它使用典型的 信息(黎曼不變量)來確定邊界處的流動變量。這一邊界條件只應用于密度是用理想氣體定律計算出來的情況,不可以適用于其它情況要有效地近似無限遠處的條 件,必須建立的這個遠場放到所關心的計算物體的足夠遠處。例如,在機翼升力計算中遠場邊界一般都要設到20倍弦長的圓周之外。

當流動出口的速度和壓力在解決流動問題之前是未知時,FLUENT會使用質量出口邊界條件來模擬流動。你不需要定義流動出口邊界的任何條件(除非你模擬輻射熱傳導、粒子的離散相或者分離質量流):FLUENT會從內部推導所需要的信息。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量出口邊界條件,
1.如果包含壓力出口,請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,即使流動是不可壓的也不行。 

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