怎么设定压力入口的条件(2)

2019-06-11 11:20

如果你是用有限速度模型来模拟组分输运,你就需要设定组分质量百分比。详情请参阅组分边界条件的定义。

定义PDF/混合分数参数

如果你用PDF模型模拟燃烧,你就需要设定平均混合分数以及混合分数变化(如果你是用两个混合分数就还包括二级平均混合分数和二级混合分数变化)。具体情况如第三步定义边界条件所述。

定义预混和燃烧边界条件

如果使用与混合燃烧模型,你就需要设定发展变量。请见发展变量的边界条件设定。

定义离散相边界条件

如果你是在模拟粒子的离散相,你就可以在压力入口设定粒子轨道详情请参阅离散向模型的边界设定。

定义多相边界条件

对于多相流如果使用VOF,cavitation或者代数滑移混合模型,你就需要指定所有二级相的体积分数。详情请参阅VOF模型、cavitation模型或者代数滑移混合

模型的边界设定。

压力入口边界条件的默认设定

压力入口边界条件的默认设定如下(国际标准单位): Gauge Total Pressure0

Supersonic/Initial Gauge Pressure0 Total Temperature300

X-Component of Flow Direction1 Y-Component of Flow Direction0 Z-Component of Flow Direction0 Turb. Kinetic Energy1 Turb. Dissipation Rate1

压力入口边界处的计算程序

FLUENT压力入口边界条件的处理可以描述为从驻点条件到入口条件的非自由化的过渡。对于不可压流是通过入口边界贝努力方程的应用来完成的。对于可压流,使用的是理想气体的各向同性流动关系式。

压力入口边界处的不可压流动计算

流动进入压力入口边界时,FLUENT使用边界条件压力,该压力是作为入口平面p_0的总压输入的。在不可压流动中,入口总压,静压和速度之间有如下关系: 。通

过你在出口分配的速度大小和流动方向可以计算出速度的各个分量。入口质量流速以及动量、能量和组分的流量可以作为计算程序在速度入口边界的大纲用来计算流动

对于不可压流,入口平面的速度既可以是常数也可以是温度或者质量分数的函数。其中质量分数是你输入作为入口条件的值。在通过压力出口流出的流动,用指定的总压作为静压来使用。对于不可压流动来说,总温和静温相等。

压力入口边界的可压流动计算

对于可压流,应用理想气体的各向同性关系可以在压力入口将总压,静压和速度联系起来。在入口处输入总压,在临近流体单元中输入静压,有关系式如下:

其中马赫数定义为:

马赫数的定义就不详述了。需要注意的是上面的方程中出现了操作压力p_op这是因为边界条件的输入是和操作压力有关的压力。给定p_0^'和p_s^'上面的方程就可以用于计算入口平面流体的速度范围。入口处的各个速度分量用方向矢量来计算。对于可压流,入口平面的密度由理想气体定律来计算: 。

R由压力入口边界条件定义的组分质量百分比来计算。入口静温和总温的关系由下式计算: 。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。 FLUENT还提供了使用辐射平衡出口边界条件,详情请参阅定义静压一节。 关于流动边界的概述请参阅流动入口和出口一节。

压力出口边界的输入

概述

压力出口边界条件需要输入: ?静压 ?回流条件

?总温即驻点温度(用于能量计算)。 ?湍流参数(对于湍流计算)

?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)。 ?二级相的体积分数(对于多相流计算)

?辐射参数(对于P-1模型、DTRM或者DO模型的计算) ?离散相边界条件(对于离散相计算)

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

Figure 1: 压力出口面板

定义静压

要在压力出口边界设定静压,请在压力出口面板设定适当的Gauge压力值。这一值只用于压声速。如果出现当地超声速情况,压力要从上游条件推导出来。 需要记住的是这个静压和你在操作条件面板中的操作压力是相关的。请参阅有关于压力输入和静压头相关输入的解释。

FLUENT还提供了使用平衡出口边界条件的选项。要使这个选项激活,打开辐射平衡压力分布。当这一功能被激活时,指定的gauge压力只用于边界处的最小最小半径位置(相对于旋转轴)。其余边界的静压是从辐射速度可忽略不计的假定中计算出来的,压力梯度由下是给出:

其中r是从旋转轴的距离,v_q是切向速度。即使旋转速度为零也可以使用这一边界条件。例如,它可以用于计算通过具有导流叶片的环面流动。 注意:辐射平衡出口条件,只用于三维或者轴对称涡流计算。

定义回流条件

与你所使用的模型一致的回流属性会出现在压力出口面板中。指定的值只用于通过出口进入的流动。

?在包含能量的计算中要设定回流总温。

?对于湍流计算,有几种定义湍流参数的方法。至于采用哪种方法,需要输入哪些值,请参阅决定湍流参数一节。湍流模型的相关介绍请参阅湍流模型一节。 ?如果你是用有限速度模型来模拟组分输运,你需要在组分质量分数框中设定回流组分质量分数。详情请参阅组分边界条件的设定。


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