第06章 fluent邊界條件92

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1、邊界條件 定義邊界條件概述 邊界條件包括流動變量和熱變量在邊界處的值。它是FLUENT分析得很關(guān)鍵的一部分，設(shè)定邊界條件必須小心謹(jǐn)慎。 邊界條件的分類：進出口邊界條件：壓力、速度、質(zhì)量進口、進風(fēng)口、進氣扇、壓力出口、壓力遠(yuǎn)場邊界條件、質(zhì)量出口、通風(fēng)口、排氣扇；壁面、repeating, and pole boundaries:壁面，對稱，周期，軸；內(nèi)部單元區(qū)域：流體、固體(多孔是一種流動區(qū)域類型) ；內(nèi)部表面邊界：風(fēng)扇、散熱器、多孔跳躍、壁面、內(nèi)部。(內(nèi)部表面邊界條件定義在單元表面，這意味著它們沒有有限厚度，并提供了流場性質(zhì)的每一步的變化。這些邊界條件用來補充描述排氣扇、細(xì)孔薄膜以及

2、散熱器的物理模型。內(nèi)部表面區(qū)域的內(nèi)部類型不需要你輸入任何東西。) 下面一節(jié)將詳細(xì)介紹上面所敘述邊界條件，并詳細(xì)介紹了它們的設(shè)定方法以及設(shè)定的具體合適條件。周期性邊界條件在本章中介紹，模擬完全發(fā)展的周期性流動將在周期性流動和熱傳導(dǎo)一章中介紹。 使用邊界條件面板 邊界條件(Figure 1)對于特定邊界允許你改變邊界條件區(qū)域類型，并且打開其他的面板以設(shè)定每一區(qū)域的邊界條件參數(shù) 菜單：Define/Boundary Conditions... Figure 1: 邊界條件面板 改變邊界區(qū)域類型 設(shè)定任何邊界條件之前，必須檢查所有邊界區(qū)域的區(qū)域類型，如有必要就作適當(dāng)?shù)男薷摹１确秸f：

3、如果你的網(wǎng)格是壓力入口，但是你想要使用速度入口，你就要把壓力入口改為速度入口之后再設(shè)定。 改變類型的步驟如下：: 1.在區(qū)域下拉列表中選定所要修改的區(qū)域 2.在類型列表中選擇正確的區(qū)域類型 3.當(dāng)問題提示菜單出現(xiàn)時，點擊確認(rèn) 確認(rèn)改變之后，區(qū)域類型將會改變，名字也將自動改變 (如果初始名字時缺省的請參閱邊界條件區(qū)域名字一節(jié)),設(shè)定區(qū)域邊界條件的面板也將自動打開。 ！注意：這個方法不能用于改變周期性類型，因為該邊界類型已經(jīng)存在了附加限制。創(chuàng)建邊界條件一節(jié)解釋了如何創(chuàng)建和分開周期性區(qū)域。需要注意的是，只能在圖一中每一個類別中改變邊界類型(注意：雙邊區(qū)域表面是分離的不同單元區(qū)域.)

4、 Figure 1: 區(qū)域類型的分類列表 設(shè)定邊界條件 在FLUENT中，邊界條件和區(qū)域有關(guān)而與個別表面或者單元無關(guān)。如果要結(jié)合具有相同邊界條件的兩個或更多區(qū)域請參閱合并區(qū)域一節(jié)。 設(shè)定每一特定區(qū)域的邊界條件，請遵循下面的步驟： 1.在邊界條件區(qū)域的下拉列表中選擇區(qū)域。2. 點擊Set...按鈕?；蛘?，1.在區(qū)域下拉列表中選擇區(qū)域。 2.在類型列表中點擊所要選擇的類型?；蛘咴趨^(qū)域列表中雙擊所需區(qū)域.，選擇邊界條件區(qū)域?qū)蜷_，并且你可以指定適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件 在圖像顯示方面選擇邊界區(qū)域 在邊界條件中不論你合適需要選擇區(qū)域，你都能用鼠標(biāo)在圖形窗口選擇適當(dāng)?shù)膮^(qū)域。如果你是第一次

5、設(shè)定問題這一功能尤其有用，如果你有兩個或者更多的具有相同類型的區(qū)域而且你想要確定區(qū)域的標(biāo)號（也就是畫出哪一區(qū)域是哪個）這一功能也很有用。要使用該功能請按下述步驟做： 1.用網(wǎng)格顯示面板顯示網(wǎng)格。2.用鼠標(biāo)指針（默認(rèn)是鼠標(biāo)右鍵——參閱控制鼠標(biāo)鍵函數(shù)以改變鼠標(biāo)鍵的功能）在圖形窗口中點擊邊界區(qū)域。在圖形顯示中選擇的區(qū)域?qū)詣颖贿x入在邊界條件面板中的區(qū)域列表中，它的名字和編號也會自動在控制窗口中顯示 改變邊界條件名字 每一邊界的名字是它的類型加標(biāo)號數(shù)（比如pressure-inlet-7）。在某些情況下你可能想要對邊界區(qū)域分配更多的描述名。如果你有兩個壓力入口區(qū)域，比方說，你可能想重名名它們?yōu)?/p>

6、small-inlet和large-inlet。(改變邊界的名字不會改變相應(yīng)的類型) 重名名區(qū)域，遵循如下步驟： 1. 在邊界條件的區(qū)域下拉列表選擇所要重名名的區(qū)域。 2. 點擊Set...打開所選區(qū)域的面板。3.在區(qū)域名字中輸入新的名字4.點擊OK按鈕。 注意：如果你指定區(qū)域的新名字然后改變它的類型，你所改的名字將會被保留，如果區(qū)域名字是類型加標(biāo)號，名字將會自動改變。 邊界條件的非一致輸入 每一類型的邊界區(qū)域的大多數(shù)條件定義為輪廓函數(shù)而不是常值。你可以使用外部產(chǎn)生的邊界輪廓文件的輪廓，或者用自定義函數(shù)(UDF)來創(chuàng)建。具體情況清參閱相關(guān)內(nèi)容 流動入口和出口 FLUE

7、NT有很多的邊界條件允許流動進入或者流出解域。下面一節(jié)描述了每一種邊界條件的類型的使用以及所需要的信息，這樣就幫助你適當(dāng)?shù)倪x擇邊界條件。下面還提供了湍流參數(shù)的入口值的確定方法。 使用流動邊界條件 下面對流動邊界條件的使用作一概述 對于流動的出入口，F(xiàn)LUENT提供了十種邊界單元類型：速度入口、壓力入口、質(zhì)量入口、壓力出口、壓力遠(yuǎn)場、質(zhì)量出口，進風(fēng)口，進氣扇，出風(fēng)口以及排氣扇。 下面是FLUENT中的進出口邊界條件選項： l 速度入口邊界條件用于定義流動入口邊界的速度和標(biāo)量 l 壓力入口邊界條件用來定義流動入口邊界的總壓和其它標(biāo)量。 l 質(zhì)量流動入口邊界條件用于可壓流規(guī)定入

8、口的質(zhì)量流速。在不可壓流中不必指定入口的質(zhì)量流，因為當(dāng)密度是常數(shù)時，速度入口邊界條件就確定了質(zhì)量流條件。 l 壓力出口邊界條件用于定義流動出口的靜壓（在回流中還包括其它的標(biāo)量）。當(dāng)出現(xiàn)回流時，使用壓力出口邊界條件來代替質(zhì)量出口條件常常有更好的收斂速度。 l 壓力遠(yuǎn)場條件用于模擬無窮遠(yuǎn)處的自由可壓流動，該流動的自由流馬赫數(shù)以及靜態(tài)條件已經(jīng)指定了。這一邊界類型只用于可壓流。 l 質(zhì)量出口邊界條件用于在解決流動問題之前，所模擬的流動出口的流速和壓力的詳細(xì)情況還未知的情況。在流動出口是完全發(fā)展的時候這一條件是適合的，這是因為質(zhì)量出口邊界條件假定出了壓力之外的所有流動變量正法向梯度為零。對于可壓流

9、計算，這一條件是不適合的。 l 進風(fēng)口邊界條件用于模擬具有指定的損失系數(shù)，流動方向以及周圍（入口）環(huán)境總壓和總溫的進風(fēng)口。 l 進氣扇邊界條件用于模擬外部進氣扇，它具有指定的壓力跳躍，流動方向以及周圍（進口）總壓和總溫。 l 通風(fēng)口邊界條件用于模擬通風(fēng)口，它具有指定的損失系數(shù)以及周圍環(huán)境（排放處）的靜壓和靜溫。 l 排氣扇邊界條件用于模擬外部排氣扇，它具有指定的壓力跳躍以及周圍環(huán)境（排放處）的靜壓。 決定湍流參數(shù) 在入口、出口或遠(yuǎn)場邊界流入流域的流動，F(xiàn)LUENT需要指定輸運標(biāo)量的值。本節(jié)描述了對于特定模型需要哪些量，并且該如何指定它們。也為確定流入邊界值最為合適的方法提供

10、了指導(dǎo)方針。 使用輪廓指定湍流參量 在入口處要準(zhǔn)確的描述邊界層和完全發(fā)展的湍流流動，你應(yīng)該通過實驗數(shù)據(jù)和經(jīng)驗公式創(chuàng)建邊界輪廓文件來完美的設(shè)定湍流量。如果你有輪廓的分析描述而不是數(shù)據(jù)點，你也可以用這個分析描述來創(chuàng)建邊界輪廓文件，或者創(chuàng)建用戶自定義函數(shù)來提供入口邊界的信息。一旦你創(chuàng)建了輪廓函數(shù)，你就可以使用如下的方法： l Spalart-Allmaras模型：在湍流指定方法下拉菜單中指定湍流粘性比，并在在湍流粘性比之后的下拉菜單中選擇適當(dāng)?shù)妮喞Ｍㄟ^將m_t/m和密度與分子粘性的適當(dāng)結(jié)合， FLUENT為修改后的湍流粘性計算邊界值。 l k-e模型：在湍流指定方法下拉菜單中選擇

11、K和Epsilon并在湍動能（Turb. Kinetic Energy）和湍流擴散速度（Turb. Dissipation Rate）之后的下拉菜單中選擇適當(dāng)?shù)妮喞? l 雷諾應(yīng)力模型：在湍流指定方法下拉菜單中選擇K和Epsilon并在湍動能（Turb. Kinetic Energy）和湍流擴散速度（Turb. Dissipation Rate）之后的下拉菜單中選擇適當(dāng)?shù)妮喞?。在湍流指定方法下拉菜單中選擇雷諾應(yīng)力部分，并在每一個單獨的雷諾應(yīng)力部分之后的下拉菜單中選擇適當(dāng)?shù)妮喞? 湍流量的統(tǒng)一說明 在某些情況下流動流入開始時，將邊界處的所有湍流量指定為統(tǒng)一值是適當(dāng)?shù)?。比如說，

12、在進入管道的流體，遠(yuǎn)場邊界，甚至完全發(fā)展的管流中，湍流量的精確輪廓是未知的。 在大多數(shù)湍流流動中，湍流的更高層次產(chǎn)生于邊界層而不是流動邊界進入流域的地方，因此這就導(dǎo)致了計算結(jié)果對流入邊界值相對來說不敏感。然而必須注意的是要保證邊界值不是非物理邊界。非物理邊界會導(dǎo)致你的解不準(zhǔn)確或者不收斂。對于外部流來說這一特點尤其突出，如果自由流的有效粘性系數(shù)具有非物理性的大值，邊界層就會找不到了。 你可以在使用輪廓指定湍流量一節(jié)中描述的湍流指定方法，來輸入同一數(shù)值取代輪廓。你也可以選擇用更為方便的量來指定湍流量，如湍流強度，湍流粘性比，水力直徑以及湍流特征尺度，下面將會對這些內(nèi)容作一詳細(xì)敘述。 湍流

13、強度I定義為相對于平均速度u_avg的脈動速度u^的均方根。 小于或等于1%的湍流強度通常被認(rèn)為低強度湍流，大于10%被認(rèn)為是高強度湍流。從外界，測量數(shù)據(jù)的入口邊界，你可以很好的估計湍流強度。例如：如果你模擬風(fēng)洞試驗，自由流的湍流強度通?？梢詮娘L(fēng)洞指標(biāo)中得到。在現(xiàn)代低湍流風(fēng)洞中自由流湍流強度通常低到0.05%。. 對于內(nèi)部流動，入口的湍流強度完全依賴于上游流動的歷史，如果上游流動沒有完全發(fā)展或者沒有被擾動，你就可以使用低湍流強度。如果流動完全發(fā)展，湍流強度可能就達到了百分之幾。完全發(fā)展的管流的核心的湍流強度可以用下面的經(jīng)驗公式計算： 例如，在雷諾數(shù)為50000是湍流強度為4%

14、 湍流尺度l是和攜帶湍流能量的大渦的尺度有關(guān)的物理量。在完全發(fā)展的管流中，l被管道的尺寸所限制，因為大渦不能大于管道的尺寸。L和管的物理尺寸之間的計算關(guān)系如下： 其中L為管道的相關(guān)尺寸。因子0.07是基于完全發(fā)展湍流流動混合長度的最大值的，對于非圓形截面的管道，你可以用水力學(xué)直徑取代L。 如果湍流的產(chǎn)生是由于管道中的障礙物等特征，你最好用該特征長度作為湍流長度L而不是用管道尺寸。 注意：公式并不是適用于所有的情況。它只是在大多數(shù)情況下得很好的近似。對于特定流動，選擇L和l的原則如下： l 對于完全發(fā)展的內(nèi)部流動，選擇強度和水力學(xué)直徑指定方法，并在水力學(xué)直徑流場中指定L=D_H。

15、 l 對于旋轉(zhuǎn)葉片的下游流動，穿孔圓盤等，選擇強度和水力學(xué)直徑指定方法，并在水力學(xué)直徑流場中指定流動的特征長度為L l 對于壁面限制的流動，入口流動包含了湍流邊界層。選擇湍流強度和長度尺度方法并使用邊界層厚度d_99來計算湍流長度尺度l，在湍流長度尺度流場中輸入l=0.4 d_99這個值 湍流粘性比m_t/m直接與湍流雷諾數(shù)成比例(Re_t ?k^2/(e n))。Re_t在高湍流數(shù)的邊界層，剪切層和完全發(fā)展的管流中是較大的(100到1000)。然而，在大多數(shù)外流的自由流邊界層中m_t/m相當(dāng)?shù)男　Ｍ牧鲄?shù)的典型設(shè)定為1 < m_t/m <10。 要根據(jù)湍流粘性比來指定量，你可以選擇

16、湍流粘性比（對于Spalart-Allmaras模型）或者強度和粘性比（對于k-e模型或者RSM）。 推導(dǎo)湍流量的關(guān)系式 要獲得更方便的湍流量的輸運值，如：I, L,或者m_t/m，你必須求助于經(jīng)驗公式，下面是FLUENT中常用的幾個有用的關(guān)系式。要獲得修改的湍流粘性，它和湍流強度I長度尺度l有如下關(guān)系： 在Spalart-Allmaras模型中，如果你要選擇湍流強度和水力學(xué)直徑來計算l可以從前面的公式中獲得。 湍動能k和湍流強度I之間的關(guān)系為： 其中u_avg為平均流動速度 除了為k和e指定具體的值之外，無論你是使用湍流強度和水力學(xué)直徑，強度和長度尺度或者強度粘

17、性比方法，你都要使用上述公式。 如果你知道湍流長度尺度l你可以使用下面的關(guān)系式： 其中是湍流模型中指定的經(jīng)驗常數(shù)（近似為0.09），l的公式在前面已經(jīng)討論了。 除了為k和e制定具體的值之外，無論你是使用湍流強度和水力學(xué)直徑還是強度和長度尺度，你都要使用上述公式。 E的值也可以用下式計算，它與湍流粘性比m_t/m以及k有關(guān)： 其中是湍流模型中指定的經(jīng)驗常數(shù)（近似為0.09）。 除了為k和e制定具體的值之外，無論你是使用湍流強度和水力學(xué)直徑還是強度和長度尺度，你都要使用上述公式。 如果你是在模擬風(fēng)洞條件，在風(fēng)洞中模型被安裝在網(wǎng)格和/或金屬網(wǎng)格屏下游的測試段，你可以用下面的公

18、式： 其中，是你希望的在穿過流場之后k的衰減(比方說k入口值的10%), 自由流的速度是流域內(nèi)自由流的流向長度Equation 9是在高雷諾數(shù)各向同性湍流中觀察到的冪率衰減的線性近似。它是基于衰減湍流中k的精確方程U ?k/?x = - e. 如果你用這種方法估計e，你也要用方程7檢查結(jié)果的湍流粘性比m_t/m，以保證它不是太大。 雖然這不是FLUENT內(nèi)部使用的方法，但是你可以用它來推導(dǎo)e的常數(shù)自由流值，然后你可以用湍流指定方法下拉菜單中選擇K和Epsilon直接指定。在這種情況下，你需要使用方程3從I來計算k。 當(dāng)使用RSM時，如果你不在雷諾應(yīng)力指定方法的下拉列表中使用雷諾應(yīng)

19、力選項，明顯的制定入口處的雷諾應(yīng)力值，它們就會近似的由k的指定值來決定。湍流假定為各向同性，保證 以及 (下標(biāo)a不求和). 如果你在雷諾應(yīng)力指定方法下拉列表中選擇K或者湍流強度，F(xiàn)LUENT就會使用這種方法。 對大渦模擬（LES）指定入口湍流 大渦模擬模型一節(jié)中所描述的LES速度入口中指定的的湍流強度值，被用于隨機擾動入口處速度場的瞬時速度。它并不指定被模擬的湍流量。正如大渦模擬模型中介紹的邊界條件中所描述的，通過疊加每個速度分量的隨機擾動來計算流動入口邊界處的隨機成分. 壓力入口邊界條件 壓力入口邊界條件用于定義流動入口的壓力以及其它標(biāo)量屬性。它即可以適用

20、于可壓流，也可以用于不可壓流。壓力入口邊界條件可用于壓力已知但是流動速度和/或速率未知的情況。這一情況可用于很多實際問題，比如浮力驅(qū)動的流動。壓力入口邊界條件也可用來定義外部或無約束流的自由邊界。對于流動邊界條件的概述，請參閱流動入口和出口一節(jié)。 壓力入口邊界條件的輸入 綜述 對于壓力入口邊界條件你需要輸入如下信息 l 駐點總壓 l 駐點總溫 l 流動方向 l 靜壓 l 湍流參數(shù)（對于湍流計算） l 輻射參數(shù)(對于使用P-1模型、DTRM模型或者DO模型的計算) l 化學(xué)組分質(zhì)量百分比(對于組分計算) l 混合分?jǐn)?shù)和變化(對于PDF燃燒計算) l 程序變

21、量(對于預(yù)混和燃燒計算) l 離散相邊界條件(對于離散相的計算) l 次要相的體積分?jǐn)?shù)(對于多相計算) 所有的值都在壓力入口面板中輸入(Figure 1)，該面板是從邊界條件打開的。 Figure 1: 壓力入口面板 壓力輸入和靜壓頭 壓力場(p_s^)和壓力輸入(p_s^ or p_0^)包括靜壓頭r_0 g x。也就是FLUENT 以下式定義的壓力： 或者 這一定義允許靜壓頭放進體積力項(r - r_0)g中考慮，而且當(dāng)密度一致時，從壓力計算中排除了。因此你的壓力輸入不因該考慮靜壓的微分，壓力(p^_s)的報告也不會顯示靜壓的任何影響。有關(guān)浮力驅(qū)動流動的內(nèi)容請參

22、閱浮力驅(qū)動流動和自然對流的信息 定義總壓和總溫 在壓力入口面板中的Gauge Total Pressure field輸入總壓值?？倻貢赥otal Temperature field中設(shè)定。記住，總壓值是在操作條件面板中定義的與操作壓力有關(guān)的的總壓值。不可壓流體的總壓定義為： 對于可壓流體為： 其中：p_0 =總壓 p_s = 靜壓 M = 馬赫數(shù) c = 比熱比(c_p/c_v) 如果模擬軸對稱渦流，方程1中的v包括了旋轉(zhuǎn)分量。如果相鄰區(qū)域是移動的（即：如果使用旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)系，多重參考坐標(biāo)系，混合平面或者滑移網(wǎng)格），而且你是使用分離解算器。那么方程1中的速度

23、（或者方程3中的馬赫數(shù)）將是絕對的，或者相對與網(wǎng)格速度。這依賴于解算器面板中絕對速度公式是否激活。對于耦合解算器，方程1中的速度（或者方程3中的馬赫數(shù)）通常是在絕對坐標(biāo)系下的速度。 定義流動方向 你可以在壓力入口明確的定義流動的方向，或者定義流動垂直于邊界。如果你選擇指定方向矢量，你既可以設(shè)定笛卡爾坐標(biāo)x, y,和z的分量，也可以設(shè)(圓柱坐標(biāo)的)半徑，切線和軸向分量。對于使用分離解算器計算移動區(qū)域問題，流動方向?qū)⑹墙^對速度或者相對于網(wǎng)格相對速度，這取決于解算器面板中的絕對速度公式是否被激活。對于耦合解算器，流動方向通常是絕對坐標(biāo)系中的。 定義流動方向的步驟如下，總結(jié)請參考Figu

24、re 1。 1. 在方向指定下拉菜單中選擇指定流動方向的方法，或者是方向矢量或者是垂直于邊界。 2. 如果你在第一步中選擇垂直于邊界，并且是在模擬軸對稱渦流，請輸入流動適當(dāng)?shù)那邢蛩俣?，如果不是模擬渦流就不需要其它的附加輸入了。 3. 如果第一步中你選擇指定方向矢量，并且你的幾何外形是3維的，你就需要選擇定義矢量分量的坐標(biāo)系統(tǒng)。在坐標(biāo)系下拉菜單中選擇笛卡爾(X, Y, Z)坐標(biāo)，柱坐標(biāo)（半徑，切線和軸），或者局部柱坐標(biāo)。 l 笛卡爾坐標(biāo)系是基于幾何圖形所使用的笛卡爾坐標(biāo)系。 l 柱坐標(biāo)在下面的坐標(biāo)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上使用軸、角度和切線三個分量。 l 對于包含一個單獨的單元區(qū)域時，坐標(biāo)系由旋轉(zhuǎn)

25、軸和在流體面板中原來的指定來定義。 l 對于包含多重區(qū)域的問題（比如多重參考坐標(biāo)或滑動網(wǎng)格），坐標(biāo)系由流體（固體）面板中為臨近入口的流體（固體）區(qū)域的旋轉(zhuǎn)軸來定義。 對于上述所有柱坐標(biāo)的定義，正徑向速度指向旋轉(zhuǎn)軸的外向。正軸向速度和旋轉(zhuǎn)軸矢量的方向相同，正切向方向用右手定則來判斷。參閱下圖一目了然。 Figure 1: 在二維、三維和軸對稱區(qū)域的柱坐標(biāo)速度分量 當(dāng)?shù)刂鴺?biāo)系統(tǒng)允許你對特定的入口定義坐標(biāo)系，在壓力入口面板中你就可以定義該坐標(biāo)系統(tǒng)。如果你對于不同的旋轉(zhuǎn)軸有幾個入口，那么當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系會很有用的。 4. 如果你在第一步中指定方向矢量，用如下的方法定義矢量分量： l 如

26、果是二維非對稱圖形或者你在第三步中選擇矢量分量，請輸入適當(dāng)?shù)腦, Y, 和(in 3D) Z分量。 l 如果是二維軸對稱圖形或者第三部分選擇了柱坐標(biāo)，請輸入適當(dāng)?shù)陌霃剑嵌纫约扒芯€方向的分量。 l 如果使用當(dāng)?shù)刂鴺?biāo)系，請輸入適當(dāng)?shù)陌霃剑嵌纫约扒芯€方向的分量，并指定軸向的X, Y,和Z向分量，以及坐標(biāo)起點的坐標(biāo)。 圖一就是各個坐標(biāo)系統(tǒng)的矢量分量。 定義靜壓 如果入口流動是超聲速的，或者你打算用壓力入口邊界條件來對解進行初始化，那么你必須指定靜壓(termed the Supersonic/Initial Gauge Pressure)。 需要記住的是這個靜壓和你在操作條件

27、面板中的操作壓力是相關(guān)的。請參閱有關(guān)于壓力輸入和靜壓頭相關(guān)輸入的解釋。 只要流動是壓聲速的，F(xiàn)LUENT會忽略Supersonic/Initial Gauge Pressure，它是由指定的駐點值來計算的。如果你打算使用壓力入口邊界條件來初始化解域，Supersonic/Initial Gauge Pressure是與計算初始值的指定駐點壓力相聯(lián)系的，計算初始值的方法有各向同性關(guān)系式（對于可壓流）或者貝努力方程（對于不可壓流）。因此，對于壓聲速入口，它是在關(guān)于入口馬赫數(shù)（可壓流）或者入口速度（不可壓流）合理的估計之上設(shè)定的。 定義湍流參數(shù) 對于湍流計算，有幾種方法來定義湍流參數(shù)。

28、至于哪種方法合適請參閱決定湍流參數(shù)一節(jié)。湍流模型是在“湍流模型”一章中介紹 定義輻射參數(shù) 如果你打算使用P-1輻射模型、DTRM或者DO模型，你就需要設(shè)定內(nèi)部發(fā)散率以及（可選）黑體溫度。詳情請參閱設(shè)定邊界條件一節(jié)(Rosseland不需要任何邊界條件的輸入)。 定義組分質(zhì)量百分比 如果你是用有限速度模型來模擬組分輸運，你就需要設(shè)定組分質(zhì)量百分比。詳情請參閱組分邊界條件的定義。 定義PDF/混合分?jǐn)?shù)參數(shù) 如果你用PDF模型模擬燃燒，你就需要設(shè)定平均混合分?jǐn)?shù)以及混合分?jǐn)?shù)變化（如果你是用兩個混合分?jǐn)?shù)就還包括二級平均混合分?jǐn)?shù)和二級混合分?jǐn)?shù)變化）。具體情況如第三步定義

29、邊界條件所述。 定義預(yù)混和燃燒邊界條件 如果使用與混合燃燒模型，你就需要設(shè)定發(fā)展變量。請見發(fā)展變量的邊界條件設(shè)定。 定義離散相邊界條件 如果你是在模擬粒子的離散相，你就可以在壓力入口設(shè)定粒子軌道詳情請參閱離散向模型的邊界設(shè)定。 定義多相邊界條件 對于多相流如果使用VOF，cavitation或者代數(shù)滑移混合模型，你就需要指定所有二級相的體積分?jǐn)?shù)。詳情請參閱VOF模型、cavitation模型或者代數(shù)滑移混合模型的邊界設(shè)定。 壓力入口邊界條件的默認(rèn)設(shè)定 壓力入口邊界條件的默認(rèn)設(shè)定如下（國際標(biāo)準(zhǔn)單位）： Gauge Total Pressure 0

30、 Supersonic/Initial Gauge Pressure 0 Total Temperature 300 X-Component of Flow Direction 1 Y-Component of Flow Direction 0 Z-Component of Flow Direction 0 Turb. Kinetic Energy 1 Turb. Dissipation Rate 1 壓力入口邊界處的計算程序 FLUENT壓力入口邊界條件的處理可以描述為從駐點條件到入口條件的非自由化的過渡。對于不可壓流是通過入口邊界貝努力方程的應(yīng)用來

31、完成的。對于可壓流，使用的是理想氣體的各向同性流動關(guān)系式。 壓力入口邊界處的不可壓流動計算 流動進入壓力入口邊界時，F(xiàn)LUENT使用邊界條件壓力，該壓力是作為入口平面p_0的總壓輸入的。在不可壓流動中，入口總壓，靜壓和速度之間有如下關(guān)系：。通過你在出口分配的速度大小和流動方向可以計算出速度的各個分量。入口質(zhì)量流速以及動量、能量和組分的流量可以作為計算程序在速度入口邊界的大綱用來計算流動 對于不可壓流，入口平面的速度既可以是常數(shù)也可以是溫度或者質(zhì)量分?jǐn)?shù)的函數(shù)。其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)是你輸入作為入口條件的值。在通過壓力出口流出的流動，用指定的總壓作為靜壓來使用。對于不可壓流動來說，總溫和靜溫相

32、等。 壓力入口邊界的可壓流動計算 對于可壓流，應(yīng)用理想氣體的各向同性關(guān)系可以在壓力入口將總壓，靜壓和速度聯(lián)系起來。在入口處輸入總壓，在臨近流體單元中輸入靜壓，有關(guān)系式如下： 其中馬赫數(shù)定義為： 馬赫數(shù)的定義就不詳述了。需要注意的是上面的方程中出現(xiàn)了操作壓力p_op這是因為邊界條件的輸入是和操作壓力有關(guān)的壓力。給定p_0^和p_s^上面的方程就可以用于計算入口平面流體的速度范圍。入口處的各個速度分量用方向矢量來計算。對于可壓流，入口平面的密度由理想氣體定律來計算：。 R由壓力入口邊界條件定義的組分質(zhì)量百分比來計算。入口靜溫和總溫的關(guān)系由下式計算：。 速度入口邊界條

33、件 速度入口邊界條件用于定義流動速度以及流動入口的流動屬性相關(guān)標(biāo)量。在這個邊界條件中，流動總的（駐點）的屬性不是固定的，所以無論什么時候提供流動速度描述，它們都會增加。 這一邊界條件適用于不可壓流，如果用于可壓流它會導(dǎo)致非物理結(jié)果，這是因為它允許駐點條件浮動。你也應(yīng)該小心不要讓速度入口靠近固體妨礙物，因為這會導(dǎo)致流動入口駐點屬性具有太高的非一致性。 對于特定的例子，F(xiàn)LUENT可能會使用速度入口在流動出口處定義流動速度（在這種情況下不使用標(biāo)量輸入）。在這種情況下，必須保證區(qū)域內(nèi)的所有流動性。對于流動的概述請參閱流動入口和出口。 速度入口邊界條件的輸入 概述 速度入口邊

34、界條件需要輸入下列信息 l 速度大小與方向或者速度分量。 l 旋轉(zhuǎn)速度（對于具有二維軸對稱問題的渦流）。 l 溫度（用于能量計算）。 l Outflow gauge pressure (for calculations with the coupled solvers) l 湍流參數(shù)（對于湍流計算） l 輻射參數(shù)(對于P-1模型、DTRM或者DO模型的計算) l 化學(xué)組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（對于組分計算）。 l 混合分?jǐn)?shù)和變化（對于PDE燃燒計算）。 l 發(fā)展變量（對于預(yù)混和燃燒計算）。 l 離散相邊界條件（對于離散相計算） l 二級相的體積分?jǐn)?shù)(對于多相流計算) 上面

35、的所有值都有速度面板輸入，它是從邊界條件打開的（見設(shè)定邊界條件一節(jié)）。 Figure 1: 速度入口面板 定義速度 你可以通過定義來確定入口速度。如果臨近速度入口的單元區(qū)域是移動的（也就是說你使用旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)系，多重坐標(biāo)系或者滑動網(wǎng)格），你也可以指定相對速度和絕對速度。對于FLUENT中的渦流軸對稱問題，你還要指定渦流速度。 定義流入速度的程序如下： 1. 選擇指定流動方向的方法：在速度指定方法下拉菜單中選擇速度大小和方向、速度分量或者垂直于邊界的速度大小。 2. 如果臨近速度入口的單元區(qū)域是移動的，你可以指定相對或絕對速度。相對于臨近單元區(qū)域或者參考坐標(biāo)系下拉列表的絕對速

36、度。如果臨近單元區(qū)域是固定的，相對速度和絕對速度是相等的，這個時候不用察看下拉列表。 3. 如果你想要設(shè)定速度的大小和方向或者速度分量，而且你的幾何圖形是三維的，下一步你就要選擇定義矢量和速度分量的坐標(biāo)系。坐標(biāo)系就是前面所述的三種。 4. 設(shè)定適當(dāng)?shù)乃俣葏?shù)，下面將會介紹每一個指定方法。 如果第一步中選擇的是速度的大小和方向，你需要在流入邊界條件中輸入速度矢量的大小以及方向。 l 如果是二維非軸對稱問題，或者你在第三步中選擇笛卡爾坐標(biāo)系，你需要定義流動X, Y, 和(在三維問題中) Z三個分量的大小。 l 如果是二維軸對稱問題,，或者第三步中使用柱坐標(biāo)系，請輸入流動方向的徑向、軸

37、向和切向的三個分量值。 l 如果你在第三步中選擇當(dāng)?shù)刂鴺?biāo)系，請輸入流動方向的徑向、軸向和切向的三個分量值。并指定軸向的X, Y, 和Z-分量以及坐標(biāo)軸起點的X, Y, 和Z-坐標(biāo)的值。 定義流動方向的Figure 1表明這些不同坐標(biāo)系矢量分量。 如果你在定義速度的第一步中選擇速度大小以及垂直的邊界，你需要在流入邊界處輸入速度矢量的大小。如果你模擬二維軸對稱渦流，你也要輸入流向的切向分量。如果你在定義速度的第一步中選擇速度分量，你需要在流入邊界中輸入速度矢量的分量。 l 如果是二維非軸對稱問題，或者你在第三步中選擇笛卡爾坐標(biāo)系，你需要定義流動X, Y, 和(在三維問題中) Z三個分量的

38、大小。 l 如果是模擬渦流的二維軸對稱問題，你需要在速度設(shè)定中設(shè)定軸向、徑向和旋轉(zhuǎn)速度，。 l 如果是第三步中使用柱坐標(biāo)系，請輸入流動方向的徑向、軸向和切向的三個分量值，以及（可選）旋轉(zhuǎn)角速度。 l 如果你在第三步中選擇當(dāng)?shù)刂鴺?biāo)系，請輸入流動方向的徑向、軸向和切向的三個分量值。并指定軸向的X, Y, 和Z-分量以及坐標(biāo)軸起點的X, Y, 和Z-坐標(biāo)的值。 記住速度的正負(fù)分量和坐標(biāo)方向的正負(fù)是相同的。柱坐標(biāo)系下的速度的正負(fù)也是一樣。 如果你在第一步中定義的是速度分量，并在模擬軸對稱渦流，你可以指定除了渦流速度之外的入口渦流角速度W。相似地，如果你在第三步中使用柱坐標(biāo)或者當(dāng)?shù)刂鴺?biāo)系，

39、你可以指定除切向速度之外的入口角速度W。 如果你指定W, v_q作為每個單元的W r，其中r從起點到單元的距離。如果你指定渦流速度和渦流角速度或者切向速度和角速度，F(xiàn)LUENT會將v_q和W r加起來獲取每個單元的旋轉(zhuǎn)速度或者切向速度。 定義溫度 在解能量方程時，你需要在溫度場中的速度入口邊界設(shè)定流動的靜溫。 定義流出標(biāo)準(zhǔn)壓力 如果你是用一種耦合解算器，你可以為速度入口邊界指定流出標(biāo)準(zhǔn)壓力。如果在流動要在任何表面邊界處流出區(qū)域，表面會被處理為壓力出口，該壓力出口為流出標(biāo)準(zhǔn)壓力場中規(guī)定的壓力。(注意：這一影響和RAMPANT中得到的速度遠(yuǎn)場邊界相似。 定義湍流參

40、數(shù) 對于湍流計算，有幾種定義湍流參數(shù)的方法。至于選取哪種方法以及相關(guān)的輸入值請參閱確定湍流參數(shù)一節(jié)。湍流模型的相關(guān)內(nèi)容請參閱湍流模型一章。 定義輻射參數(shù) 如果你打算使用P-1輻射模型、DTRM或者DO模型，你就需要設(shè)定內(nèi)部發(fā)散率以及（可選）黑體溫度。詳情請參閱設(shè)定邊界條件一節(jié)(Rosseland不需要任何邊界條件的輸入)。 定義組分質(zhì)量百分比 如果你是用有限速度模型來模擬組分輸運，你就需要設(shè)定組分質(zhì)量百分比。詳情請參閱組分邊界條件的定義。 定義PDF/混合分?jǐn)?shù)參數(shù) 如果你用PDF模型模擬燃燒，你就需要設(shè)定平均混合分?jǐn)?shù)以及混合分?jǐn)?shù)變化（如果你是用兩個混合

41、分?jǐn)?shù)就還包括二級平均混合分?jǐn)?shù)和二級混合分?jǐn)?shù)變化）。具體情況如第三步定義邊界條件所述。 定義預(yù)混和燃燒邊界條件 如果使用與混合燃燒模型，你就需要設(shè)定發(fā)展變量。請見發(fā)展變量的邊界條件設(shè)定。 定義離散相邊界條件 如果你是在模擬粒子的離散相，你就可以在速度入口設(shè)定粒子軌道詳情請參閱離散向模型的邊界設(shè)定。 定義多相邊界條件 對于多相流如果使用VOF，cavitation或者代數(shù)滑移混合模型，你就需要指定所有二級相的體積分?jǐn)?shù)。詳情請參閱VOF模型、cavitation模型或者代數(shù)滑移混合模型的邊界設(shè)定。 速度入口邊界條件的默認(rèn)設(shè)定 速度入口邊界條件的默認(rèn)設(shè)定（國

42、際單位）： Temperature 300 Velocity Magnitude 0 X-Component of Flow Direction 1 Y-Component of Flow Direction 0 Z-Component of Flow Direction 0 X-Velocity 0 Y-Velocity 0 Z-Velocity 0 Turb. Kinetic Energy 1 Turb. Dissipation Rate 1 Outflow Gauge Pressure 0 速度入口邊界的計算程序 FLUENT使用速度

43、入口的邊界條件輸入計算流入流場的質(zhì)量流以及入口的動量、能量和組分流量。本節(jié)介紹了通過速度入口邊界條件流入流場的算例，以及通過速度入口邊界條件流出流場的算例。 流動入口的速度入口條件處理 使用速度入口邊界條件定義流入物理區(qū)域的模型，F(xiàn)LUENT既使用速度分量也使用標(biāo)量。這些標(biāo)量定義為邊界條件來計算入口質(zhì)量流速，動量流量以及能量和化學(xué)組分的流量。 鄰近速度入口邊界流體單元的質(zhì)量流速由下式計算： 注意只有垂直于控制體表面的流動分量才對流入質(zhì)量流速有貢獻。 流動出口的速度入口條件處理 有時速度入口邊界條件用于流出物理區(qū)域的流動。比如通過某一流域出口的流速已知，或者被強加

44、在模型上，就需要用這一方法。 注意：這種方法在使用之前必須保證流域內(nèi)的全部連續(xù)性。 在分離解算器中，當(dāng)流動通過速度入口邊界條件流出流場時，F(xiàn)LUENT在邊界條件中使用速度垂直于出口區(qū)域的速度分量。它不使用任何你所輸入的其它的邊界條件。除了垂直速度分量之外的所有流動條件，都被假定為逆流的單元。 在耦合解算器中，如果流動流出邊界處的任何表面的區(qū)域，那一表面就會被看成壓力出口，這一壓力為Outflow Gauge Pressure field中所規(guī)定的壓力。 密度計算 入口平面的密度既可以是常數(shù)也可以是溫度、壓力和/或組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（你在入口條件中輸入的）的函數(shù)。 質(zhì)量入口

45、邊界條件 該邊界條件用于規(guī)定入口的質(zhì)量流量。為了實現(xiàn)規(guī)定的質(zhì)量流量中需要的速度，就要調(diào)節(jié)當(dāng)?shù)厝肟诳倝?。這和壓力入口邊界條件是不同的，在壓力入口邊界條件中，規(guī)定的是流入駐點的屬性，質(zhì)量流量的變化依賴于內(nèi)部解。 當(dāng)匹配規(guī)定的質(zhì)量和能量流速而不是匹配流入的總壓時，通常就會使用質(zhì)量入口邊界條件。比如：一個小的冷卻噴流流入主流場并和主流場混合，此時，主流的流速主要的由（不同的）壓力入口/出口邊界條件對控制。 調(diào)節(jié)入口總壓可能會導(dǎo)致節(jié)的收斂，所以如果壓力入口邊界條件和質(zhì)量入口條件都可以接受，你應(yīng)該選擇壓力入口邊界條件。 在不可壓流中不必使用質(zhì)量入口邊界條件，因為密度是常數(shù)，速度入口邊界

46、條件就已經(jīng)確定了質(zhì)量流。關(guān)于流動邊界條件的概述請參閱流動入口和出口一節(jié)。 質(zhì)量入口邊界條件的輸入 概述 質(zhì)量入口邊界條件需要輸入： l 質(zhì)量流速和質(zhì)量流量 l 總溫（駐點溫度） l 靜壓 l 流動方向 l 湍流參數(shù)（對于湍流計算） l 輻射參數(shù)(對于P-1模型、DTRM或者DO模型的計算) l 化學(xué)組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（對于組分計算）。 l 混合分?jǐn)?shù)和變化（對于PDE燃燒計算）。 l 發(fā)展變量（對于預(yù)混和燃燒計算）。 l 離散相邊界條件（對于離散相計算） 上面的所有值都由質(zhì)量入口面板輸入，它是從邊界條件打開的（見設(shè)定邊界條件一節(jié)）。 Figur

47、e 1:質(zhì)量流動入口面板 定義質(zhì)量流速度和流量 你可以輸入通過質(zhì)量入口的質(zhì)量流速，然后FLUENT將這個值轉(zhuǎn)換為質(zhì)量流量，或者直接指定質(zhì)量流量。如果你設(shè)定規(guī)定的質(zhì)量流速，它將在內(nèi)部轉(zhuǎn)換為區(qū)域上的規(guī)定的統(tǒng)一質(zhì)量流量，這一區(qū)域由流速劃分。你也可以使用邊界輪廓或者自定義函數(shù)來定義質(zhì)量流量（不是質(zhì)量流速）。 質(zhì)量流速或者流量的輸入如下： 1. 選擇質(zhì)量流速的方法：質(zhì)量流速或者質(zhì)量流量 2. 如果是質(zhì)量流速（默認(rèn)），在質(zhì)量流速框中輸入規(guī)定的質(zhì)量流速。 注意：對于軸對稱問題，這一質(zhì)量流速是通過完整區(qū)域(2p-radian)而不是1-radian部分的流速。 如果選擇質(zhì)量流量。請在Ma

48、ss Flux框中輸入質(zhì)量流量。 注意：對于軸對稱問題，這一質(zhì)量流量是通過完整區(qū)域(2p-radian)而不是1-radian部分的流量。 定義總溫 在質(zhì)量流入口面板中的流入流體的總溫框中輸入總溫（駐點溫度）值。 定義靜壓 如果入口流動是超聲速的，或者你打算用壓力入口邊界條件來對解進行初始化，那么你必須指定靜壓(termed the Supersonic/Initial Gauge Pressure)。 只要流動是壓聲速的，F(xiàn)LUENT會忽略Supersonic/Initial Gauge Pressure，它是由指定的駐點值來計算的。如果你打算使用壓力入口邊界條件來初始化解域

49、，Supersonic/Initial Gauge Pressure是與計算初始值的指定駐點壓力相聯(lián)系的，計算初始值的方法有各向同性關(guān)系式（對于可壓流）或者貝努力方程（對于不可壓流）。因此，對于壓聲速入口，它是在關(guān)于入口馬赫數(shù)（可壓流）或者入口速度（不可壓流）合理的估計之上設(shè)定的。 需要記住的是這個靜壓和你在操作條件面板中的操作壓力是相關(guān)的。請參閱有關(guān)于壓力輸入和靜壓頭相關(guān)輸入的解釋。 定義流動方向 你可以在壓力入口明確的定義流動的方向，或者定義流動垂直于邊界。對于使用分離解算器計算移動區(qū)域問題，流動方向?qū)⑹墙^對速度或者相對于網(wǎng)格相對速度，這取決于解算器面板中的絕對速度公式是否被

50、激活。對于耦合解算器，流動方向通常是絕對坐標(biāo)系中的。 定義流動方向的步驟如下，總結(jié)請參考概述中的Figure 1。 1. 在方向指定下拉菜單中選擇指定流動方向的方法，或者是方向矢量或者是垂直于邊界。 2. 如果你在第一步中選擇垂直于邊界，并且是在模擬軸對稱渦流，請輸入流動適當(dāng)?shù)那邢蛩俣?，如果你選擇垂直于邊界并且你的流動是二維或者三維軸對稱渦流，那就不需要流動方向上的其它的附加輸入了。 3. 如果第一步中你選擇指定方向矢量，并且你的幾何外形是3維的，你就需要選擇定義矢量分量的坐標(biāo)系統(tǒng)。在坐標(biāo)系下拉菜單中選擇笛卡爾(X, Y, Z)坐標(biāo)，柱坐標(biāo)（半徑，切線和軸），或者局部柱坐標(biāo)。 l 如

51、果是二維非軸對稱問題或者三維問題，你需要定義流動X, Y, 和(在三維問題中) Z三個分量的大小。 l 如果是二維軸對稱問題,，請輸入流動方向的徑向、軸向和切向的三個分量值。 定義湍流參數(shù) 對于湍流計算，有幾種定義湍流參數(shù)的方法。至于選取哪種方法以及相關(guān)的輸入值請參閱確定湍流參數(shù)一節(jié)。湍流模型的相關(guān)內(nèi)容請參閱湍流模型一章。 定義輻射參數(shù) 如果你打算使用P-1輻射模型、DTRM或者DO模型，你就需要設(shè)定內(nèi)部發(fā)散率以及（可選）黑體溫度。詳情請參閱設(shè)定邊界條件一節(jié)(Rosseland不需要任何邊界條件的輸入)。 定義組分質(zhì)量百分比 如果你是用有限速度模型來模擬組

52、分輸運，你就需要設(shè)定組分質(zhì)量百分比。詳情請參閱組分邊界條件的定義。 定義PDF/混合分?jǐn)?shù)參數(shù) 如果你用PDF模型模擬燃燒，你就需要設(shè)定平均混合分?jǐn)?shù)以及混合分?jǐn)?shù)變化（如果你是用兩個混合分?jǐn)?shù)就還包括二級平均混合分?jǐn)?shù)和二級混合分?jǐn)?shù)變化）。具體情況如第三步定義邊界條件所述。 定義預(yù)混和燃燒邊界條件 如果使用與混合燃燒模型，你就需要設(shè)定發(fā)展變量。請見發(fā)展變量的邊界條件設(shè)定。 定義離散相邊界條件 如果你是在模擬粒子的離散相，你就可以在速度入口設(shè)定粒子軌道詳情請參閱離散向模型的邊界設(shè)定。 質(zhì)量流入口邊界的默認(rèn)設(shè)定 質(zhì)量入口邊界條件的默認(rèn)設(shè)定（國際標(biāo)準(zhǔn)單位）為：

53、 Mass Flow-Rate 1 Total Temperature 300 Supersonic/Initial Gauge Pressure 0 X-Component of Flow Direction 1 Y-Component of Flow Direction 0 Z-Component of Flow Direction 0 Turb. Kinetic Energy 1 Turb. Dissipation Rate 1 質(zhì)量流入口邊界的計算程序 對入口區(qū)域使用質(zhì)量入口邊界條件，該區(qū)域的每一個表面的速度被計算出來，并且這一速度用于計

54、算流入?yún)^(qū)域的相關(guān)解變量的流量。對于每一步迭代，調(diào)節(jié)計算速度以便于保證正確的質(zhì)量流的數(shù)值。 你需要使用質(zhì)量流速、流動方向、靜壓以及總溫來計算這個速度。 有兩種指定質(zhì)量流速的方法。第一種方法是指定入口的總質(zhì)量流速m(dot)。第二種方法是指定質(zhì)量流量r v (每個單位面積的質(zhì)量流速)。如果指定總質(zhì)量流速，F(xiàn)LUENT會在內(nèi)部通過將總流量除以垂直于流向區(qū)域的總?cè)肟诿娣e得到統(tǒng)一質(zhì)量流量： 如果使用直接質(zhì)量流量指定選項，可以使用輪廓文件或者自定義函數(shù)來指定邊界處的各種質(zhì)量流量。 一旦在給定表面的r v值確定了，就必須確定表面的密度值r，以找到垂直速度v。密度獲取的方法依賴于所模擬的是不是

55、理想氣體。下面檢查了各種情況： 理想氣體的質(zhì)量流邊界的流動計算 如果是理想氣體，要用下式計算密度： 如果入口是超音速，所使用的靜壓是設(shè)為邊界條件靜壓值。如果是亞音速靜壓是從入口表面單元內(nèi)部推導(dǎo)出來的。 入口的靜溫是從總焓推出的，總焓是從邊界條件所設(shè)的總溫推出的。 入口的密度是從理想氣體定律，使用靜壓和靜溫推導(dǎo)出來的。 不可壓流動的質(zhì)量流邊界的流動計算 如果是模擬非理想氣體或者液體，靜溫和總溫相同。入口處的密度很容易從溫度函數(shù)和（可選）組分質(zhì)量百分比計算出來的。速度用質(zhì)量入口邊界的計算程序中的方程計算出。 質(zhì)量流邊界的流量計算 要計算所有變量在入口處的流量

56、，流速v和方程中變量的入口值一起使用。例如，質(zhì)量流量為r v，湍流動能的流量為r k v。這些流量用于邊界條件來計算解過程的守恒方程。 進氣口邊界條件 進氣口邊界條件用于模擬具有指定損失系數(shù)、流動方向以及環(huán)境（入口）壓力和溫度的進氣口。 進氣口邊界的輸入 進氣口邊界需要輸入： l 總壓即駐點壓力 l 總溫即駐點溫度。 l 流動方向 l 靜壓 l 湍流參數(shù)（對于湍流計算） l 輻射參數(shù)(對于P-1模型、DTRM或者DO模型的計算) l 化學(xué)組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（對于組分計算）。 l 混合分?jǐn)?shù)和變化（對于PDE燃燒計算）。 l 發(fā)展變量（對于預(yù)混和燃燒計算）。

57、 l 離散相邊界條件（對于離散相計算） l 二級相的體積分?jǐn)?shù)(對于多相流計算) l 損失系數(shù) 上面的所有值都由進氣口面板輸入，它是從邊界條件打開的（見設(shè)定邊界條件一節(jié)）。 上面的前十一項的設(shè)定和壓力入口邊界的設(shè)定一樣。下面介紹一下?lián)p失系數(shù)的設(shè)定： Figure 1: 進氣口面板 指定損失系數(shù) FLUENT中的進氣口模型，進氣口假定為無限薄，通過進氣口的壓降假定和流體的動壓成比例，并以經(jīng)驗公式確定你所應(yīng)用的損失系數(shù)。也就是說壓降D p和通過進氣口速度的垂直分量的關(guān)系為： 其中r是流體密度，k_L為無量綱的損失系數(shù)。 注意：D p是流向壓降，因此

58、即使是在回流中，進氣口都會出現(xiàn)阻力。 你可以定義通過進氣口的損失系數(shù)為常量、多項式、分段線性函數(shù)或者垂向速度的分段多項式函數(shù)。定義這些函數(shù)的面板和定義溫度相關(guān)屬性的面板相同，詳情請參閱使用溫度相關(guān)函數(shù)定義屬性一節(jié)。 進氣扇邊界條件 進氣扇邊界條件用于定義具有特定壓力跳躍、流動方向以及環(huán)境（進氣口）壓力和溫度的外部進氣扇流動。 進氣扇邊界的輸入 進氣扇邊界需要輸入： l 總壓即駐點壓力 l 總溫即駐點溫度。 l 流動方向 l 靜壓 l 湍流參數(shù)（對于湍流計算） l 輻射參數(shù)(對于P-1模型、DTRM或者DO模型的計算) l 化學(xué)組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（對于組分計

59、算）。 l 混合分?jǐn)?shù)和變化（對于PDE燃燒計算）。 l 發(fā)展變量（對于預(yù)混和燃燒計算）。 l 離散相邊界條件（對于離散相計算） l 二級相的體積分?jǐn)?shù)(對于多相流計算) l 壓力跳躍 上面的所有值都由進氣扇面板輸入，它是從邊界條件打開的（見設(shè)定邊界條件一節(jié)）。 上面的前十一項的設(shè)定和壓力入口邊界的設(shè)定一樣。下面介紹一下壓力跳躍的設(shè)定： Figure 1: 進氣扇面板 指定壓力跳躍 所有的進氣扇都被假定為無限薄，通過它的非連續(xù)壓升被指定為通過進氣扇速度的函數(shù)。在倒流的算例中，進氣扇被看成類似于具有統(tǒng)一的損失系數(shù)的出氣口。 你可以定義通過進氣扇的壓力跳躍為常量、多項式

60、、分段線性函數(shù)或者垂向速度的分段多項式函數(shù)。定義這些函數(shù)的面板和定義溫度相關(guān)屬性的面板相同，詳情請參閱使用溫度相關(guān)函數(shù)定義屬性一節(jié)。 壓力出口邊界條件 壓力出口邊界條件需要在出口邊界處指定靜（gauge）壓。靜壓值的指定只用于壓聲速流動。如果當(dāng)?shù)亓鲃幼優(yōu)槌曀?，就不再使用指定壓力了，此時壓力要從內(nèi)部流動中推斷。所有其它的流動屬性都從內(nèi)部推出。 在解算過程中，如果壓力出口邊界處的流動是反向的，回流條件也需要指定。如果對于回流問題你指定了比較符合實際的值，收斂性困難就會被減到最小。 FLUENT還提供了使用輻射平衡出口邊界條件，詳情請參閱定義靜壓一節(jié)。 關(guān)于流動邊界的概述請參

61、閱流動入口和出口一節(jié)。 壓力出口邊界的輸入 概述 壓力出口邊界條件需要輸入： l 靜壓 l 回流條件 l 總溫即駐點溫度（用于能量計算）。 l 湍流參數(shù)（對于湍流計算） l 化學(xué)組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（對于組分計算）。 l 混合分?jǐn)?shù)和變化（對于PDE燃燒計算）。 l 發(fā)展變量（對于預(yù)混和燃燒計算）。 l 二級相的體積分?jǐn)?shù)(對于多相流計算) l 輻射參數(shù)(對于P-1模型、DTRM或者DO模型的計算) l 離散相邊界條件（對于離散相計算） 上面的所有值都由壓力出口面板輸入，它是從邊界條件打開的（見設(shè)定邊界條件一節(jié)）。 Figure 1: 壓力出口面板 定義

62、靜壓 要在壓力出口邊界設(shè)定靜壓，請在壓力出口面板設(shè)定適當(dāng)?shù)腉auge壓力值。這一值只用于壓聲速。如果出現(xiàn)當(dāng)?shù)爻曀偾闆r，壓力要從上游條件推導(dǎo)出來。 需要記住的是這個靜壓和你在操作條件面板中的操作壓力是相關(guān)的。請參閱有關(guān)于壓力輸入和靜壓頭相關(guān)輸入的解釋。 FLUENT還提供了使用平衡出口邊界條件的選項。要使這個選項激活，打開輻射平衡壓力分布。當(dāng)這一功能被激活時，指定的gauge壓力只用于邊界處的最小最小半徑位置（相對于旋轉(zhuǎn)軸）。其余邊界的靜壓是從輻射速度可忽略不計的假定中計算出來的，壓力梯度由下是給出： 其中r是從旋轉(zhuǎn)軸的距離，v_q是切向速度。即使旋轉(zhuǎn)速度為零也可以使用這一邊界條件

63、。例如，它可以用于計算通過具有導(dǎo)流葉片的環(huán)面流動。 注意：輻射平衡出口條件，只用于三維或者軸對稱渦流計算。 定義回流條件 與你所使用的模型一致的回流屬性會出現(xiàn)在壓力出口面板中。指定的值只用于通過出口進入的流動。 l 在包含能量的計算中要設(shè)定回流總溫。 l 對于湍流計算，有幾種定義湍流參數(shù)的方法。至于采用哪種方法，需要輸入哪些值，請參閱決定湍流參數(shù)一節(jié)。湍流模型的相關(guān)介紹請參閱湍流模型一節(jié)。 l 如果你是用有限速度模型來模擬組分輸運，你需要在組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)框中設(shè)定回流組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)。詳情請參閱組分邊界條件的設(shè)定。 l 如果你是使用PDF或者混合分?jǐn)?shù)模型來模擬燃燒，你需要設(shè)定

64、回流混合分?jǐn)?shù)以及變化值，詳情請參閱定義邊界條件一節(jié)的第三步。 l 如果使用預(yù)混合燃燒模型，你需要設(shè)定回流發(fā)展變量。詳情請參閱發(fā)展變量邊界條件的設(shè)定。 l 如果你在模擬多相流動，你需要在體積分?jǐn)?shù)框中設(shè)定二級相的回流體積分?jǐn)?shù)。詳情請參閱VOF模型、Cavitation模型以及ASM模型邊界條件的設(shè)定。 l 如果產(chǎn)生回流，你所指定的Gauge壓力將作為總壓使用，所以你不必明確的指定回流壓力值。這一算例中，流動方向垂直于邊界。 如果鄰近壓力出口的單元區(qū)域是移動的（也就是說，如果你使用旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)系、多重參考坐標(biāo)系、混合平面或者滑移網(wǎng)格）而且你是用分離解算器，那么速度對總壓的動態(tài)貢獻（參閱定

65、義總壓和總溫一節(jié)中的方程1）將是絕對或者相對于單元區(qū)域的運動，這取決于解面板中的絕對速度公式是否被激活。對于耦合解算器，定義總壓和總溫一節(jié)中方程1的速度（或者定義總壓和總溫一節(jié)中的方程3的馬赫數(shù)）通常是在絕對坐標(biāo)系中。 即使在收斂解中沒有回流，你也應(yīng)該設(shè)定比較現(xiàn)實的值來最小化收斂的困難，這是因為回流在計算過程中確實出現(xiàn)了。 定義輻射參數(shù) 如果你打算使用P-1輻射模型、DTRM或者DO模型，你就需要設(shè)定內(nèi)部發(fā)散率以及（可選）黑體溫度。詳情請參閱設(shè)定邊界條件一節(jié)(Rosseland不需要任何邊界條件的輸入)。 定義離散相邊界條件 如果你是在模擬粒子的離散相，你就可以在速度

66、入口設(shè)定粒子軌道詳情請參閱離散向模型的邊界設(shè)定。 壓力出口邊界的默認(rèn)設(shè)定 Default settings (in SI) for pressure outlet boundary conditions are as follows: Gauge Pressure 0 Backflow Total Temperature 300 Backflow Turb. Kinetic Energy 1 Backflow Turb. Dissipation Rate 1 壓力出口邊界的計算程序 在壓力出口，F(xiàn)LUENT使用出口平面p_s處的流體靜壓作為邊界條件的壓力，其它所有的條件從區(qū)域內(nèi)部推導(dǎo)出來。 壓力遠(yuǎn)場邊界條件 FLUENT中使用的壓力遠(yuǎn)場條件用于模擬無窮遠(yuǎn)處的自由流條件，其中自由流馬赫數(shù)和靜態(tài)條件被指定了。壓力遠(yuǎn)場邊界條件通常被稱為典型邊界條件，這是因為它使用典型的信息（黎曼不變量）來確定邊界處的流動變量。 這一邊界條件只應(yīng)用于當(dāng)密度是用理想氣體定律計算出來的情況。不可以適用于其它情況要有效地近似無限遠(yuǎn)處的條件，你必須建這