1、Fluent教程一流動入口、出口邊界條件（一）時(shí)刻：2021-03-1517:19:51來源：查看：2254評論：0內(nèi)容摘要：FLUENT提供了10種類型的流動進(jìn)、出口條件，它們別離是：樣形式：&n.FLUENT提供了10種類型的流動進(jìn)、出口條件，它們別離是：一樣形式：可緊縮流動：壓力入口質(zhì)量入口壓力出口壓力遠(yuǎn)場不可緊縮流動：特殊進(jìn)出口條件：速度入口入口通分，出口通風(fēng)自由流出吸氣風(fēng)扇，排氣風(fēng)扇速度入口（velocity-inlet:給出入口速度及需要計(jì)算的所有標(biāo)量值。該邊界條件適用于不可緊縮流動問題，對可緊縮問題不適用，不然該入口邊界條件會使入口處的總溫或總壓有必然的波動。壓力入口（press

2、ure-inlet：給出入口的總壓和其它需要計(jì)算的標(biāo)量入口值。對計(jì)算可壓不可壓問題都適用。質(zhì)量流入口（mass-flow-inlet：要緊用于可緊縮流動，給出入口的質(zhì)量流量。關(guān)于不可緊縮流動，沒有必要給出該邊界條件，因?yàn)槊芏仁浅?shù)，咱們能夠用速度入口條件。壓力出口（pressure-outlet：給定流動出口的靜壓。關(guān)于有回流的出口，該邊界條件比outflow邊界條件更易收斂。該邊界條件只能用于模擬亞音速流動。5，壓力遠(yuǎn)場（pressure-far-field:該邊界條件只對可緊縮流動適合。6，自由出流（outflow:該邊界條件用以模擬在求解問題之前，無法明白出口速度或壓力；出口流動符合完全

3、進(jìn)展條件，出口處，除壓力之外，其它參量梯度為零。但并非是所有問題都適合，有三種情形不能用自由出流邊界條件：包括壓力入口條件；可緊縮流動問題；有密度轉(zhuǎn)變的非穩(wěn)固流動（即便是不可緊縮流動）。7，入口通風(fēng)（inletvent）：入口風(fēng)扇條件需要給定一個(gè)損失系數(shù)，流動方向和環(huán)境總壓和總溫。8，入口風(fēng)扇（intakefan:入口風(fēng)扇條件需要給定壓降，流動方向和環(huán)境總壓和總溫。9，出口通風(fēng)（outletvent:排出風(fēng)扇給定損失系數(shù)和環(huán)境靜壓和靜溫。10,排乍氣扇（exhaustfan:排除風(fēng)扇給定壓降，環(huán)境靜壓。11，對稱邊界（symmetry:對稱邊界條件適用于流動及傳熱場是對稱的情形。周期性邊界（p

4、eriodic:若是咱們關(guān)切的流動，其幾何邊界，流動和換熱是周期性重復(fù)的，那么能夠采取周期性邊界條件。固壁邊界（wall:關(guān)于粘性流動問題，F(xiàn)LUENT默許設(shè)置是壁面無滑移條件。關(guān)于壁面有平移運(yùn)動或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，能夠指定壁面切向速度分量，也能夠給出壁面切應(yīng)力從而模擬壁面滑移。一、速度入口邊界條件（velocity-inlet）給出入口速度及需要計(jì)算的所有標(biāo)量值。該邊界條件適用于不可緊縮流動問題，對可緊縮問題不適用，不然該入口邊界條件會使入口處的總溫或總壓有必然的波動。邊界條件設(shè)置的要緊輸入量如圖示，包括：速度大小，方向或各速度分量；Velocitymagnitudeanddirectionorv

5、elocitycomponents周向速度(軸對稱有旋流動)；Swirlvelocity(for2Daxisymmetricproblemswithswirl)靜溫(考慮能量)；Temperature(forenergycalculations)出流表壓(關(guān)于耦合求解器)；Outflowgaugepressure(forcalculationswiththecoupledsolvers)湍流參數(shù)(考慮湍流計(jì)算)；Turbulenceparameters(forturbulentcalculations)McmentumThermal|RadiationSpedesVelocitySpecifi

6、cationMethodReferenceFrameVelocityMagnitudem/s)Supersonic/InitialGaugePressure(pascr)TurbulenceQKCanrelHelp二、壓力入口邊界條件(pressure-inlet)壓力入口邊界條件通經(jīng)常使用于給出流體入口的壓力和流動的其它標(biāo)量參數(shù)對計(jì)算可壓和不可壓問題都適合。壓力入口邊界條件通經(jīng)常使用于不明白入口流率或流動速度時(shí)候的流動，這種流動在工程中常見，如浮力驅(qū)動的流動問題。壓力入口條件還能夠用于處置外部或非受限流動的自由邊界。壓力邊界條件的設(shè)置如圖，其中第一項(xiàng)的表壓強(qiáng)與絕對壓強(qiáng)，操作壓強(qiáng)有如下關(guān)系:O

7、peratingpressure輸入：Define一operatingconditions3=H+寧恥滬I可緊縮流動壓力入口條件需要輸入的要緊參數(shù)：總壓；Total(stagnation)pressure總溫；Total(stagnation)temperature流動方向；Flowdirection靜壓；Staticpressure湍流參數(shù)(用于湍流計(jì)算)；Turbulenceparameters(forturbulentcalculations)輻射參數(shù)(考慮輻射)；Radiationparameters(forcalculationsusingtheP-1model,theDTRM,th

8、eDOmodel,orthesurface-to-surfacemodel)化學(xué)組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)(考慮化學(xué)組分)；Chemicalspeciesmassfractions(forspeciescalculations)混合分?jǐn)?shù)及其方差(用PDF燃燒模型)；Mixturefractionandvariance(fornon-premixedorpartiallypremixedcombustioncalculations)三、質(zhì)量流量入口邊界條件(mass-flow-inlet)給定入口邊界上的質(zhì)量流量。要緊用于可緊縮流動問題，關(guān)于不可緊縮問題，由于密度是常數(shù)，能夠利用速度入口條件。質(zhì)量入口條件包括

9、兩種：質(zhì)量流率和質(zhì)量通量。質(zhì)量流率是單位時(shí)刻內(nèi)通過入口總面積的質(zhì)量。質(zhì)量通量是單位時(shí)刻單位面積內(nèi)通過入口的質(zhì)量。若是是二維軸對稱問題，質(zhì)量流率是單位時(shí)刻內(nèi)通過幻弧度的質(zhì)量，而質(zhì)量通量是通過單位時(shí)刻內(nèi)通過一弧度的質(zhì)量。給定入口邊界上的質(zhì)量流量，現(xiàn)在局部入口總壓是轉(zhuǎn)變的，用以調(diào)劑速度，從而達(dá)到給定的流量，這使得計(jì)算的收斂速度變慢。因此，若是壓力邊界條件和質(zhì)量邊界條件都適合流動時(shí)，優(yōu)先選擇用壓力入口條件。關(guān)于不可壓速流動，由于密度是常數(shù)，能夠選擇用速度入口邊界條件。四、壓力出口邊界條件（pressure-。utlet）給定出口的靜壓（表壓）。該邊界條件只能用于模擬亞音速流動。若是本地速度已經(jīng)超過音速

10、，那么該壓力在計(jì)算進(jìn)程中就不采納了。壓力依照內(nèi)部流動計(jì)算結(jié)果給定。其它量都是依照內(nèi)部流動外推出邊界條件。該邊界條件能夠處置出口有回流問題，合理的給定出口回流條件，有利于解決有回流出口問題的收斂困難問題。出口回流條件需要給定：出口靜壓，回流總溫（若是有能量方程），湍流參數(shù)（湍流計(jì)算），回流組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（有限速度模型模擬組分輸運(yùn)），混合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其方差（PDF計(jì)算燃燒）。若是有回流顯現(xiàn)，給的表壓將視為總壓，因此沒必要給出回流壓力?；亓髁鲃臃较蚺c出口邊界垂直。在出口壓力邊界條件給定中，需要給定出口靜壓（表壓）。固然，該壓力只用于亞音速計(jì)算。若是局部變成超音速，那么依照前面來流條件外推出口邊界條件。

11、需要專門指出的是，那個(gè)地址的壓力是相關(guān)于前面給定的工作壓力。FLUENT給出了徑向平穩(wěn)出口邊界條件供大伙兒選擇（適用于三維和軸對稱有旋流動）。這時(shí)，只有在半徑很小的區(qū)域利用給定的靜壓邊界條件，其它地址，假定徑向速度能夠忽略而計(jì)算取得，壓力梯度為：drr五、壓力遠(yuǎn)場邊界條件(pressure-far-field)若是明白來流的靜壓和馬赫數(shù)，F(xiàn)LUENT提供了的壓力遠(yuǎn)場邊界條件來模擬該類問題。該邊界條件只適合用理想氣體定律計(jì)算密度的問題，而不能用于其它問題。為了知足壓力遠(yuǎn)場條件，需要把邊界放到咱們關(guān)切區(qū)域足夠遠(yuǎn)的地址。給定邊界靜壓和溫度及馬赫數(shù)。能夠是亞音速，跨音速或超音速。而且需要給定流動方向，

12、若是有需要還必需給定湍流量等等參數(shù)。壓力遠(yuǎn)場邊界條件是一種不反射邊界條件。關(guān)于流動為亞音速流動問題，關(guān)于來波和流出波，有兩個(gè)Riemann不變量。n下標(biāo)速度表示垂至于邊界的速度大小，c是本地音速，Y是理想氣體的比熱比，8表示邊界，i表示內(nèi)部區(qū)域。依照兩個(gè)不變量，咱們能夠取得:需要給出的參數(shù)：靜壓，馬赫數(shù)，溫度，來流方向，湍流參數(shù)等。111MachNumber0.6X-ComponentofFlowDirection0TurbulenceSpecificationMethodTurbulei-!Kinetic.Energy(m2/52)TurbulentDissipationRatfi0.01a

13、2lPressureFar-FieidZoneNameconstantconstantconstantYmpanentofFlowDirectionconstant0,01constantconstantMomentunnKandEpsilonTlnernnalFladicitianSpedesD5PMGauge卩rtaaurt(paamI)六、自由流出邊界條件（outflow）若是咱們在求解問題前，不能明白流出口的壓力或速度，這時(shí)能夠選擇流出邊界條件。這種邊界條件的特點(diǎn)是不需要給定出口條件（除非是計(jì)算分離質(zhì)量流，輻射換熱或包括顆粒稀疏相問題）。出口條件都是通過FLUENT內(nèi)部計(jì)算取得。但并非

14、是所有問題都適合，如以下情形，就不能用流出邊界條件：1,包括壓力入口條件2，可壓速流動問題3，有密度轉(zhuǎn)變的非穩(wěn)固流動問題（即便是不可壓速流動）用流出邊界條件時(shí)，所有變量在出口處擴(kuò)散通量為零。即出口平面之前面的結(jié)果計(jì)算取得，而且對上游沒有阻礙。計(jì)算時(shí)，若是出口截面通道大小沒有轉(zhuǎn)變，采納完全進(jìn)展流動假設(shè)（流動速度（溫度等）散布在流動方向上不轉(zhuǎn)變。固然，在徑向許諾有梯度存在，只是假定在垂直出口面方向上擴(kuò)散通量為零。C*LLtfl6Wcondiliojiill-posedoutfitconditionnotbev亡dc*utfl-ovcj山駕產(chǎn)醯初總僉呑o(hù)beyed*燥屆TV瞥敢辭滯cAF.lanma

15、avx&Fut.sMt七、入口通風(fēng)邊界條件(inletVent)需要給定入口損失系數(shù)，流動方向和入口環(huán)境總壓及總溫。關(guān)于入口通風(fēng)模型，假定入口風(fēng)扇無窮薄，通風(fēng)壓降正比于流體動壓頭和用戶提供的損失系數(shù)。假定P是流體密度，kl是無量綱損失系數(shù)，那么壓降為：其中，v是與通風(fēng)方向垂直的速度分量。p是流動方向上的壓降。八、入口風(fēng)扇邊界條件(inletfan)需要給定壓降，流動方向和環(huán)境(入口)總壓和總溫。假定入口風(fēng)扇無窮薄，而且有不持續(xù)的壓力升高，壓力升高量是通過風(fēng)扇速度的函數(shù)若是是反向流動，風(fēng)扇能夠看成是通風(fēng)出口，而且損失系數(shù)為1。壓力階躍能夠是常數(shù)，或是流動方向垂直方向上速度分量的函數(shù)形式。九、出口通風(fēng)邊界條件(outletvent)出口通風(fēng)邊界條件用于模擬出口通風(fēng)情形，并給定一個(gè)損失系數(shù)和環(huán)境(出口)壓力和溫度。出口通風(fēng)邊界條件需要給定如下參數(shù)：靜壓，回流條件，輻射參數(shù)，離散相邊界條件,損失系數(shù)。壓力損失：十、排氣扇邊界條件(exhaustfan)需要給定風(fēng)扇壓降，環(huán)境總壓。排氣扇邊界條件用