fluent边界条件(一) 下载本文

如果是理想气体,要用下式计算密度:

p??RT

如果入口是超音速,所使用的静压是设为边界条件静压值。如果是亚音速静压是从入口表面单元内部推导出来的。

入口的静温是从总焓推出的,总焓是从边界条件所设的总温推出的。 入口的密度是从理想气体定律,使用静压和静温推导出来的。

不可压流动的质量流边界的流动计算

如果是模拟非理想气体或者液体,静温和总温相同。入口处的密度很容易从温度函数和(可选)组分质量百分比计算出来的。速度用质量入口边界的计算程序中的方程计算出。

质量流边界的流量计算

要计算所有变量在入口处的流量,流速v和方程中变量的入口值一起使用。例如,质量流量为r v,湍流动能的流量为r k v。这些流量用于边界条件来计算解过程的守恒方程。

进气口边界条件

进气口边界条件用于模拟具有指定损失系数、流动方向以及环境(入口)压力和温度的进气口。

进气口边界的输入 进气口边界需要输入: ? 总压即驻点压力 ? 总温即驻点温度。 ? 流动方向 ? 静压

? 湍流参数(对于湍流计算)

? 辐射参数(对于P-1模型、DTRM或者DO模型的计算) ? 化学组分质量百分数(对于组分计算)。 ? 混合分数和变化(对于PDE燃烧计算)。 ? 发展变量(对于预混和燃烧计算)。 ? 离散相边界条件(对于离散相计算) ? 二级相的体积分数(对于多相流计算) ? 损失系数

上面的所有值都由进气口面板输入,它是从边界条件打开的(见设定边界条件一节)。

上面的前十一项的设定和压力入口边界的设定一样。下面介绍一下损失系数的设定:

Figure 1: 进气口面板

指定损失系数

FLUENT中的进气口模型,进气口假定为无限薄,通过进气口的压降假定和流体的动压成比例,并以经验公式确定你所应用的损失系数。也就是说压降D p和通过进气口速度的垂直分量的关系为:

?p?kL12?v 2

其中r是流体密度,k_L为无量纲的损失系数。

注意:D p是流向压降,因此即使是在回流中,进气口都会出现阻力。 你可以定义通过进气口的损失系数为常量、多项式、分段线性函数或者垂向速度的分段多项式函数。定义这些函数的面板和定义温度相关属性的面板相同,详情请参阅使用温度相关函数定义属性一节。

进气扇边界条件

进气扇边界条件用于定义具有特定压力跳跃、流动方向以及环境(进气口)压力和温度的外部进气扇流动。

进气扇边界的输入

进气扇边界需要输入: ? 总压即驻点压力 ? 总温即驻点温度。 ? 流动方向 ? 静压

? 湍流参数(对于湍流计算)

? 辐射参数(对于P-1模型、DTRM或者DO模型的计算) ? 化学组分质量百分数(对于组分计算)。 ? 混合分数和变化(对于PDE燃烧计算)。 ? 发展变量(对于预混和燃烧计算)。 ? 离散相边界条件(对于离散相计算) ? 二级相的体积分数(对于多相流计算) ? 压力跳跃

上面的所有值都由进气扇面板输入,它是从边界条件打开的(见设定边界条件一节)。 上面的前十一项的设定和压力入口边界的设定一样。下面介绍一下压力跳跃的设定:

Figure 1: 进气扇面板

指定压力跳跃

所有的进气扇都被假定为无限薄,通过它的非连续压升被指定为通过进气扇速度的函数。在倒流的算例中,进气扇被看成类似于具有统一的损失系数的出气口。

你可以定义通过进气扇的压力跳跃为常量、多项式、分段线性函数或者垂向速度的分段多项式函数。定义这些函数的面板和定义温度相关属性的面板相同,详情请参阅使用温度相关函数定义属性一节。

压力出口边界条件

压力出口边界条件需要在出口边界处指定静(gauge)压。静压值的指定只用于压声速流动。如果当地流动变为超声速,就不再使用指定压力了,此时压力要从内部流动中推断。所有其它的流动属性都从内部推出。

在解算过程中,如果压力出口边界处的流动是反向的,回流条件也需要指定。如果对于回流问题你指定了比较符合实际的值,收敛性困难就会被减到最小。