fluent各种边界条件的适用范围

2016-09-04  by:CAE仿真在线  来源:互联网

FLUENT中各种边界条件的使用范围

用于定义流动入口边界的速度和标量。

用来定义流动入口边界的总压和其它标量。

用于已知入口质量流速的可压缩流动。在不可压缩流动中不必指定入口的质量流,因为当密度是常数时,速度入口边界条件就确定了质量流条件。

用于定义流动出口的静压(在回流中还包括其它的标量)。当出现回流时,使用压力出口边界条件来代替质量出口条件常常有更好的收敛速度。

用于模拟无穷远处的自由可压缩流动,该流动的自由流马赫数以及静态条件已知。这一边界类型只用于可压缩流。

用于在解决流动问题之前,所模拟的流动出口的流速和压力的详细情况还未知的情况。在流动出口是完全发展的时候这一条件是适合的,这是因为质量出口边界条件假定出了压力之外的所有流动变量正法向梯度为零。不适合于可压缩流动。

用于模拟具有指定的损失系数、流动方向以及周围(入口)环境总压和总温的进风口。

用于模拟外部进气扇,它具有指定的压力跳跃、流动方向以及周围(进口)总压和总温。

用于模拟通风口,它具有指定的损失系数以及周围环境(排放处)的静压和静温。

用于模拟外部排气扇,它具有指定的压力跳跃以及周围环境(排放处)的静压。

速度入口边界条件用于定义流动速度以及流动入口的流动属性相关标量。这一边界条件适用于不可压缩流,如果用于可压缩流它会导致非物理结 果,这是因为它允许驻点条件浮动。应该注意不要让速度入口靠近固体妨碍物,因为这会导致流动入口驻点属性具有太高的非一致性。

压力入口边界条件用于定义流动入口的压力以及其它标量属性。它即可以适用于可压缩流,也可以用于不可压缩流。压力入口边界条件可用于压力已知但是流动速度和/或速率未知的情况。这一情况可用于很多实际问题,比如浮力驱动的流动。压力入口边界条件也可用来定义外部或无约束流的自由边界。

用于已知入口质量流速的可压缩流动。在不可压缩流动中不必指定入口的质量流,因为当密度是常数时,速度入口边界条件就确定了质量流条件。当要求达到的是质量和能量流速而不是流入的总压时,通常就会使用质量入口边界条件。调节入口总压可能会导致解的收敛速度较慢,所以如果压力入口边界条件和质量入口条件都可以接受,应该选择压力入口边界条件。

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亚声速流动。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。如果对于回流问题指定了比较符合实际的值,收敛性困难就会被减到最小。

FLUENT中使用的压力远场条件用于模拟无穷远处的自由流条件,其中自由流马赫数和静态条件被指定了。压力远场边界条件通常被称为典型边界条件,这是因为它使用典型的 信息(黎曼不变量)来确定边界处的流动变量。这一边界条件只应用于密度是用理想气体定律计算出来的情况,不可以适用于其它情况要有效地近似无限远处的条 件,必须建立的这个远场放到所关心的计算物体的足够远处。例如,在机翼升力计算中远场边界一般都要设到20倍弦长的圆周之外。

当流动出口的速度和压力在解决流动问题之前是未知时,FLUENT会使用质量出口边界条件来模拟流动。你不需要定义流动出口边界的任何条件(除非你模拟辐射热传导、粒子的离散相或者分离质量流):FLUENT会从内部推导所需要的信息。然而,重要的是要知道这一边界类型的限制。

下面的几种情况不能使用质量出口边界条件,
1.如果包含压力出口,请使用压力出口边界条件
2.如果模拟可压缩流
3.如果模拟变密度的非定常流,即使流动是不可压的也不行。 

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