fluent边界条件(一) 下载本文

外部辐射边界条件

当使用外部辐射条件时,流入壁面的热流量为:

44????estT? q???hf?Tw?Ts??qrad?Tw??其中:

e_ext=你所定义的外部壁面表面的发射率 s=Stefan-Boltzmann常数 T_w =壁面的表面温度

T_?=区域外部的温度的辐射源或者消失(sink)处 q^\从内部去向壁面辐射的热流量 Equation 1假定壁面厚度为零。

外部对流和辐射结合的边界条件

当你选择组合的外部热传导方程条件时,到壁面的热流量为:

44???hest?Text?Tw???ext?T? q???hf?Tw?Tf??qrad?Tw??其中的变量已经在对流热传导边界条件和外部辐射边界条件中定义了。Equation 1假定壁面

厚度为零。

流动边界热传导系数的计算

在层流流动中,壁面处流体边界热传导是用应用于壁面的Fourier定律计算得到的,FLUENT使用它的离散格式为: q???kf?T?n

wall其中n是垂直于壁面的当地坐标。

对于湍流流动,FLUENT对于从热和动量迁移中类比得到的温度使用壁面定律[93]。详细内容请参阅标准壁面函数。

对称边界条件

对称边界条件用于所计算的物理外形以及所期望的流动/热解具有镜像对称的特征的情况中。也可以用它们来模拟粘性流动的滑移壁面。本节描述了对称平面内流动的处理,并提供了一些使用对称边界的例子。在对称边界条件中你不需要定义任何边界条件,但是你必须谨慎地定义对称边界的位置。 在对称外形的中线处,你应该使用轴边界类型而不是对称边界类型,如轴边界条件一节中的的图1,详细内容请参阅轴边界条件。

对称边界的计算程序

FLUENT假定所有量通过对称边界的流量为零。经过对称平面的对流流量为零,因此对称边界的法向速度为零。通过对称平面没有扩散流量:因此所有流动变量的法向梯度在对称平面内为零。因此对称边界条件可以总结如下:

? 对称平面内法向速度为零

? 对称平面内所有变量的法向梯度为零 如上所述,对称的定义要求这些条件决定流过对称平面的流量为零。因为对称边界的剪应力为零,所以在粘性流动计算中它也可以用滑移壁面来解释。

对称边界的例子

对称边界用于减少计算模拟的范围,它只需要模拟所有物理系统的一个对称子集。下面两个图是通过该种方法使用对称边界的例子。

Figure 1:使用对称边界模拟三维管道的四分之一

Figure 2: 使用对称边界模拟圆形截面的四分之一

下面的图则是误用对称平面的两个例子,在这两个例子中,虽然几何外形是对称的,但是流动本身却不符合对称边界条件的要求。在第一个例子中浮力产生了非对称流动。在第二个例子中,流动中的涡流产生了一个垂直于应该是对称平面的流动。。需要注意的是,这两个粒子都要使用旋转周期性边界(请参阅周期性边界一节的图一)

Figure 3: 对称的误用