搜索Fluent學(xué)習(xí)筆記（三）
2017-01-16 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
邊界條件的分類
(1) 流體進(jìn)出口條件:壓強(qiáng)入口、速度入口、質(zhì)量入口、吸氣風(fēng)扇、入口通風(fēng)、壓強(qiáng)出口、壓強(qiáng)遠(yuǎn)場、出口流動、出口通風(fēng)和排氣風(fēng)扇。
(2) 壁面條件:固壁條件、對稱軸條件和周期性邊界條件。
(3) 內(nèi)部單元分區(qū):流體分區(qū)和固體分區(qū)。
(4) 內(nèi)面邊界條件:風(fēng)扇、散熱器、多孔介質(zhì)階躍。
Fluent的入口和出口邊界包括下列幾種形式
(1) 速度入口:在入口邊界給定速度和其他標(biāo)量值的屬性。速度入口條件僅適用于不可壓流。并且不要讓速度入口條件過于靠近入口內(nèi)側(cè)的固體障礙物。
(2) 壓強(qiáng)入口:在入口邊界給定總壓和其他標(biāo)量值的屬性。可壓和不可壓都適用。
(3) 質(zhì)量流入口條件:在計算可壓縮流時,給出入口處的質(zhì)量流量。不可壓縮的不需要給。如果流場在入口處的主要流動特征是質(zhì)量流量保持不變,則應(yīng)適合采用質(zhì)量流入口條件。但是,流場入口處的總壓變化將直接影響計算的穩(wěn)定性,所以在計算的過程中應(yīng)該盡量避免在流場的入口處使用質(zhì)量流條件。如果入口流動是超音速流動,或者計算是基于壓強(qiáng)入口邊界條件進(jìn)行的,則需要在Supersonic/Initial Gauge Pressure中輸入靜壓的數(shù)值(流場中實際靜壓值應(yīng)該等于操作壓強(qiáng)與輸入靜壓之和)。
(4) 壓強(qiáng)出口條件:用于在流場出口給定靜壓和其他標(biāo)量變量的值。
(5) 壓強(qiáng)遠(yuǎn)場條件:就是給定無限遠(yuǎn)處的壓強(qiáng)條件,主要設(shè)置項目為自由流馬赫數(shù)和靜參數(shù)條件。采用壓強(qiáng)遠(yuǎn)場邊界條件要求密度用理想氣體假設(shè)計算,為了滿足“無限遠(yuǎn)”要求,計算邊界需要距離物體相隔具有足夠遠(yuǎn)的距離,要求遠(yuǎn)場邊界距離模型約20倍的弦長左右。這種類型的邊界條件適用于可壓縮流計算。
(6) 出流邊界條件:若是在計算完成前無法確定壓強(qiáng)和速度的時候,就用出流邊界條件。這種邊界條件適用于充分發(fā)展的流場。除非計算中包含輻射換熱、彌散相等問題,在出流邊界上不需要定義任何參數(shù),Fluent用流場內(nèi)部變量通過插值得到出流邊界上的變量值。
在以下情況不適合采用出流邊界條件:
a) 如果計算中使用了壓強(qiáng)入口條件,應(yīng)該同時使用壓強(qiáng)出口條件
b) 流場是可壓流
c) 在非定常計算中,如果密度是變化的,則不適合用出流邊界條件
只有在確信出口邊界的流動與充分發(fā)展流動的假設(shè)偏離不大的時候,才能會用出流邊界條件。
在出流邊界存在很大的法向梯度,或者回流時不應(yīng)該使用出流邊界條件。在Fluent軟件中可以使用多個出流邊界條件,并且定義每個邊界上出流的比率。默認(rèn)設(shè)置中,所有出流邊界的流量權(quán)重為1。如果出流邊界只有一個,或者每個邊界的出流量是均勻分布的,那么就不需要修改這個選項。
(7)壁面邊界條件
Fluent默認(rèn)的是不不滑移邊界條件,要是壁面有平移或者旋轉(zhuǎn)時,也可以定義一個切向速度分量作為邊界條件。
在熱交換計算中首先需要輸入熱力學(xué)邊界條件(在wall的thermal選項卡當(dāng)中)
●熱通量邊界條件:若熱通量設(shè)置為0,就是假定壁面為絕熱壁。
●溫度邊界條件:如果邊界上的溫度為固定值,則可以選擇輸入溫度邊界條件。
●對流交換邊界條件
●外部輻射邊界條件:當(dāng)計算當(dāng)中需要考慮外界對流場的輻射的時候使用。
●對流雨外部輻射混合的邊界條件
●薄壁熱阻邊界條件:在默認(rèn)設(shè)置中,壁面厚度等于0。但是也可以在計算域之間定義一個帶厚度的薄層。(就是說壁面可以由厚度)
●雙側(cè)壁面的熱力學(xué)邊界條件:如果壁面兩側(cè)均為計算域,就成為雙側(cè)壁面。
在移動、轉(zhuǎn)動壁面計算中的壁面運動條件。可以用壁面的平移或轉(zhuǎn)動的速度或速度的分量進(jìn)行定義。
●移動壁面條件中不能設(shè)定壁面的法向運動。
●定義相對或者絕對速度。如果壁面附近的網(wǎng)格是移動網(wǎng)格,則可以選擇用相對速度的方式定義壁面運動,即取移動網(wǎng)格為參考系定義網(wǎng)格的運動速度。(選擇Relative to Adjacent Cell Zone單選按鈕)
滑移壁面中的剪切力條件
●No Slip
●指定剪應(yīng)力條件:選擇Specified Shear然后輸入剪切力的三個分量。
●Marangoni應(yīng)力條件:對于所有的移動壁面,只能設(shè)定無滑移條件,其他類型的剪切條件僅僅適用于靜止壁面。
湍流計算中的壁面粗糙度:湍流粗糙度對流動阻力和傳熱、傳質(zhì)都有影響,在計算中可以通過加入粗糙度影響的方式對壁面律做出修正。
組元計算中的組元邊界條件:在默認(rèn)設(shè)置當(dāng)中,除了參與壁面反應(yīng)的組元,所有組元在壁面附近的梯度為0。
(8)對稱邊界條件
這種邊界條件也可以用來定義粘性流動中的零剪應(yīng)力滑移壁面。在對稱邊界上不需要設(shè)定任何邊界條件,但是必須正確定義對稱邊界的位置。
對稱邊界條件總結(jié)如下:
●對稱面上法向速度為0
●對稱面上法相梯度為0
因此,對稱面的含義就是零通量。
(9)流體條件
流體區(qū)域是網(wǎng)格單元的集合,所有需要求解的方程都要在流體區(qū)域上被求解。流體區(qū)域上需要輸入的唯一信息是流體的材料性質(zhì)。
(10)固體條件
固體區(qū)域是這樣一類網(wǎng)格集合,在這個區(qū)域上只有熱傳導(dǎo)問題被求解。
(11)多孔介質(zhì)條件
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