fluent前處理 gambit邊界設定

2021-10-05 21:09:49 字數 2428 閱讀 7751

fluent的邊界條件如下:

一般:pressure inlet,pressure outlet

不可壓:velocity inlet,outflow

可壓: mass flow inlet, pressure far-field

特殊: inlet vent, outlet vent,intake fan,exhaust fan

其他: wall, eymmetry, periodic, axis

相交面:fan, interior, porous jump, radiator, walls

速度入口邊界條件(velocity-inlet):給出進口速度及需要計算的所有標量值。該邊界條件適用於不可壓縮流動問題。該進口條件會使進口的總溫或總壓有一定範圍的波動。輸入量包括:速度大小、方向或者個速度分量, 周向速度(軸對稱有旋流動), 靜溫(考慮能量)等。

壓力入口邊界條件(pressure-inlet):壓力進口邊界條件通常用於給出流體進口的壓力和流動的其它標量引數,對計算可壓和不可壓問題都適合。 壓力進口邊界條件通常用於不知道進口流率或流動速度時候的流動,這類流動在工程中常見,如浮力驅動的流動問題。壓力進口條件還可以用於處理外部或者非受限流動的自由邊界。壓力邊界條件需要輸入表壓:pa=pg+po.

壓力進口邊界條件需要輸入的引數:總壓, 總溫, 流動方向, 靜壓, 湍流量(用於湍流計算), 輻射引數(考慮輻射),化學質量分數(考慮化學組分), 混合分數及其方差(用pdf燃燒模型)。

壓力出口邊界條件(pressure-outlet):需要給定出口靜壓(表壓)。而且,該壓力只用於亞音速計算(m<1)。如果區域性變成超音速,則根據前面來流條件外推出口邊界條件。需要特別指出的是,這裡的壓力是相對於前面給定的工作壓力。該邊界條件可以處理出口有回流問題,合理的未定出口回流條件有利於解決有回流出口問題的收斂困難問題。 出口回流條件給定:回流總溫(如果有能量方程), 湍流引數(湍流計算), 回流組分質量分數(有限速率模型模擬組分運輸), 混合物質量分數及其方差(pdf燃燒計算)。如果有回流出現, 給的表壓將視為總壓,所以不必給出回流壓力。回流流動方向與出口邊界垂直。

質量入口邊界條件(mass-flow-inlet):給定入口邊界上的質量流量。主要用於可壓縮流動問題,對於不可壓縮問題,由於密度是常數,可以使用速度入口條件。如果壓力邊界條件和質量邊界條件都適合流動時,優先選擇用壓力進口條件。 質量進口條件包括兩種:質量流率和質量通量。質量流率是單位時間內通過進口總面積的質量。質量通量是單位時間單位面積內通過進口的質量。如果是二位軸對稱問題,質量流率是單位時間內通過2π弧度的質量,而質量通量則是通過單位時間內通過一弧度的質量。

壓力遠場邊界條件(pressure-far-field): 如果知道來流的靜壓和馬赫數,fluent提供了的壓力遠場邊界條件來模擬該類問題。 該邊界條件只適合用理想氣體定律理想氣體定律計算密度的問題,而不能用於其它問題。為了滿足壓力遠場條件,需要把邊界放到我們關心區域足夠遠的地方。 壓力遠場邊界條件是一種不反射邊界條件。

自由流出邊界條件(outflow): 不知道流出口的壓力或者速度,這時候可以選擇流出邊界條件。出口條件是通過fluent內部計算得到。但並不是所有問題都適合,如下列情況,就不能用流出邊界條件: 1,包含壓力出口邊界; 2,可壓縮流動問題; 2,有密度變化的非穩定流動問題(即使是不可壓縮流體) 用流出邊界條件時,所有變數在出口處擴散通量為零。即出口平面從前面的計算得出,並對上游沒有影響。計算時,如果出口截面通道大小沒有變化,採用完全發展流體建設(流動速度、溫度分布在流動方向上不變化。當然, 在徑向允許有梯度存在,只是假定在垂直出口面方向上擴散通量為零。

固壁邊界條件(wall):對於粘性流動問題,fluent預設設定是壁面無滑移條件。 壁面熱邊界條件包括固定熱通量、固定溫度、對流換熱係數、外部輻射換熱、外部輻射換熱與對流換熱等。

進口通風(inlet vent):給定入口損失係數(loss-cofficient),流動方向和進口環境總壓、靜壓及總溫。

進口風扇(intake fan):給定壓力階躍(pressure jump),流動方向和環境總壓和總溫。

出口通風(outlet vent):給定靜壓、回流條件、輻射係數、離散相邊界條件、損失係數等。用於模擬出口通風情況,需要給定損失係數、環境(出口)壓力和溫度。

排風扇(exhaust fan):用於模擬外部排風扇,給定乙個壓什和環境壓力。

對稱邊界(symmetry):用於流動及傳熱時對稱的情形。在對稱軸或者對稱平面上沒有對流通量,即垂直方向上的梯度為零。因此在對稱邊界上,垂直邊界的速度分量為零,任何量的梯度為零。 計算中不需要給定任何引數,只需要確定合理的對稱位置。

基本原則

設定在流體的進出口,可以有利於收斂

再垂直於邊界上不應該存在很大的引數梯度,導致不同的結果

減小邊界附近的網格扭曲度,導致計算早期誤差過大

gambit軟體中選擇不同的求解器,會有不同的邊界條件定義器。

再fluent中定於邊界的具體值,也可以重新定義邊界型別。

也可以利用udfs and profiles 可以定義複雜的邊界。

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