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《進(jìn)出口邊界條件各種說法》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、問：用了很長(zhǎng)時(shí)間的fluent，但一直沒有把壓力出入口邊界條件弄明白。請(qǐng)大俠給予正確指導(dǎo)...有的文檔說亞聲速流下initial是0或者不填，而有的出版物則把total和initial設(shè)置成幾乎想等的值，或者差值為大氣壓，很困惑！比如說在一個(gè)噴射（亞聲速流）流場(chǎng)中，實(shí)際條件為噴嘴入口壓力40MPa，出口壓力20MPa，即流場(chǎng)內(nèi)圍壓20MPa，這時(shí)，在壓力入口邊界條件的總壓、初始表壓以及壓力出口的表壓分別應(yīng)該設(shè)置多少？如果是超聲速流，又有什么區(qū)別？還有，operatingcondition下的operati
2、ngpressure是否設(shè)置成0或者大氣壓有什么說法嗎？A：有的出版物則把total和initial設(shè)置成幾乎想等的值。我在使用時(shí)一般也是采用這樣的方法，嚴(yán)格來講是有公式來計(jì)算的。但是這個(gè)值一般只是用于初始化，對(duì)結(jié)果影響不大，所以簡(jiǎn)單來講就設(shè)置成和出口的一樣。這個(gè)值對(duì)流場(chǎng)的初始化有一定的影響，設(shè)置成0也不是不可以，但會(huì)增加迭代步數(shù)。對(duì)于噴射而言，建議lz將operatingcondition下的operatingpressure設(shè)置為0，即是絕對(duì)壓力。二最近用Fluent做模擬的時(shí)候一直在使用壓力出口邊界
3、，對(duì)其中出口溫度、組分濃度等值的設(shè)置不是很明白，就仔細(xì)看了下FluentUserGuide，對(duì)壓力出口邊界描述如下：Pressureoutletboundaryconditionsrequirethespecificationofastatic(gauge)pressureattheoutletboundary........Allotherflowquantitiesareextrapolatedfromtheinterior。因此，壓力出口邊界可以這樣表述，即，給定出口壓力，對(duì)流動(dòng)中的其他物理量均有流
4、場(chǎng)內(nèi)部值差值得到。那邊界條件面板中設(shè)定的溫度（等）值有什么用呢？是出現(xiàn)回流時(shí)的回流值。三Fluent內(nèi)部計(jì)算采用的都是相對(duì)壓強(qiáng)。在Define——OperatingConditions…中，所示的OperatingPressure是操作壓強(qiáng)。默認(rèn)的操作壓強(qiáng)為一個(gè)大氣壓101325Pa.下面敘述一下筆者對(duì)采用OperatingPressure原因的理解。在計(jì)算低馬赫數(shù)的流動(dòng)中，流體流速相對(duì)聲速較低，這樣在流動(dòng)過程中產(chǎn)生的壓力降或者說壓力變化相對(duì)于流體的靜壓來講是很小的。因?yàn)樵诹鲃?dòng)中有壓力相對(duì)變化和馬赫數(shù)的平
5、方在一個(gè)數(shù)量級(jí)。筆者通常這樣理解壓力變化的緣由：粘性力、體積力、電磁力等有些力是無法避免的，這些力在會(huì)改變流動(dòng)流體的動(dòng)量和能量。在流動(dòng)過程中，流體又遵循能量守恒和動(dòng)量守恒。速度的變化還和當(dāng)?shù)氐牧鲃?dòng)截面有關(guān)，因?yàn)榱鲃?dòng)還要求質(zhì)量守恒。速度和壓力是不可分割的。壓強(qiáng)的存在時(shí)刻使得能量和動(dòng)量守恒。筆者認(rèn)為壓強(qiáng)的存在是一種調(diào)配功能，它體現(xiàn)的是一個(gè)因變量的作用，用以平衡各項(xiàng)，使得流動(dòng)遵守三大定律。但流動(dòng)同時(shí)是耦合的，壓強(qiáng)的作用當(dāng)然不僅僅是這些。溫度的改變、速度梯度的變化還直接影響密度、粘性和粘性應(yīng)力，這樣所有的力都和速
6、度產(chǎn)生了關(guān)聯(lián)。力和能量是無法分割的，和動(dòng)量更是有直接關(guān)系。再表前題，壓力的相對(duì)變化和馬赫數(shù)的平方成正比，當(dāng)Ma<<1時(shí)，ΔP/P∝Ma2<<1,這樣在求解方程的時(shí)候如果所有節(jié)點(diǎn)的壓力仍然采用P就會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的舍入誤差。因此Fluent特地在OperatingConditions…面板設(shè)置了OperatingPressure選項(xiàng)，如此在內(nèi)部的計(jì)算過程中，所有節(jié)點(diǎn)的壓力將首先減去該值（默認(rèn)為101325Pa）然后進(jìn)行計(jì)算。熟悉控制方程的讀者都知道，壓力在所有方程中都是以相對(duì)量或者變化量出現(xiàn)的，故此這樣處理并不
7、是更改方程，而是在方程的兩端都減去了一個(gè)常數(shù)值，使得所解的壓力變化和在方程中的壓力值處在一個(gè)數(shù)量級(jí)，這樣，在迭代的過程中舍入誤差將會(huì)大大減小。?當(dāng)選用的計(jì)算流體為可壓縮流體（idealgas等）時(shí)，會(huì)出現(xiàn)如下警示：?Warning:Velocityinletboundaryconditionsarenotappropriateforcompressibleflowproblems.Pleasechangetheboundaryconditiontypesusedforthisproblem.?即速度入口的
8、邊界條件不適用于可壓縮流體問題，如果忽略該警示而繼續(xù)計(jì)算，那么計(jì)算結(jié)果是沒有意義的。這是因?yàn)榭蓧嚎s流體的密度與壓力直接相關(guān)，速度入口無法準(zhǔn)確提供入口工質(zhì)所處壓力，因此其密度不具備可信度，計(jì)算所得自然無意義。此時(shí)，可以采用將入口邊界設(shè)置為Pressure-inlet。?需要注意，在設(shè)置了OperatingPressure之后，一些邊界條件的設(shè)置面板上還會(huì)出現(xiàn)gaugepressure選項(xiàng)，這其實(shí)是顧及了一些位置的壓力變化，因?yàn)橛?/p>
