《fluent-边界条》PPT课件.ppt

边界条件,IntroductoryFLUENTTraining,定义边界条件,要定义一个能产生特定结果的问题，必须在边界区域上给出独立的（流体）变量信息定义进入流动区域的质量流量、动量、能量、等等定义边界条件包括:定义边界类型（比如：入口、壁面、对称面）提供边界信息物理模型和边界类型不同，所需的数据类型也不同必须知道边界上变量的值，或者进行合理的近似边界条件定义不好会对结果产生重大影响,基本原则,基本原则,基本原则尽可能选择流体进入或出去的地方作为边界不是必须的，但是会更利于解的收敛在垂直于边界方向上不应该有大的梯度减少边界附近网格扭曲度否则将在计算中过早引入误差,对上部压力边界进行修改，确定流体进入区域,可用边界类型,可用边界类型,外部面常规压力入口，压力出口不可压速度入口，出口可压质量流入口，压力远场，质量流出口其它壁面，对称面，轴，周期特殊通风口入口，通风口出口，进气风扇，排气风扇单元区域流体固体多孔介质热交换器内在面风扇，内部，散热器，壁面,改变边界类型,改变边界类型,区域和区域类型在前处理程序中已经初始化定义了改变特定区域的区域类型在“区域”菜单中选择区域名也可以在图形区域中用右键选择边界区域在“类型”菜单中选择新的区域类型,Define,BoundaryConditions,设置边界条件数据,设置边界条件数据,在边界条件面板中设置数据给特定域设置边界条件在Zone菜单中选择域名按Set键边界条件数据可以从一个区域复制到另一个边界数据能够在一个使用TUI命令的文件中储存和重新得到/file/write-bc/file/read-bc边界条件也可以由UDF和轮廓文件来定义,速度入口,速度入口,速度定义方法大小，与边界方向垂直分量大小和矢量方向速度分布默认是均一的主要用于不可压流静压波动以满足给定的速度分布流体的总参数也是变化的对可压流使用速度入口可能导致非物理结果能够定义负的速度用来作为“速度出口”必须确保在多个入口的情况下质量守恒能够满足,压力入口,压力入口,参数总压总温流动方向静压可压、不可压流,Incompressibleflows:,Compressibleflows:,质量入口流动,质量入口流动,必需的信息质量流率或者质量通量质量流率意味着均匀流动质量通量能够用分布或者UDF来定义对于二维轴对成问题，质量流率是单位时间通过2弧度的质量，质量通量是单位时间通过一弧度的质量静压总温质量流动入口主要用于可压流；但是也可用于不可压流总压随着质量流的变化而变化比压力入口难收敛，优先选择压力入口,压力出口,压力出口,必需的信息静压回流可能发生在迭代过程中或者最终结果回流方向对可压和不可压都适合如果流动是超音速，出口处压力可以忽略在外部或者自由流动计算中可以用来作为“自由”边界径向压力平衡选项,出口流,出口流,不需要压力或者速度信息出口数据由内部外推得到对上游没有影响对所有流动变量，法向扩散为零适用于完全发展出口流动用于不可压流不能和压力入口同时使用（必须和速度入口同时使用）不能用于有密度变化的非定常流动当迭代时出现回流收敛速度较慢预期最后结果会出现回流不能使用,示范多种出口,示范多种出口,多种出口的流动可以使用pressureoutlet或者outflow边界PressureoutletsOutflow:质量流率分数由FlowRateWeighting决定FRW默认设置为1(暗示等于flowrates)Staticpressurevariesamongexitstoaccommodateflowdistribution.静压在出口之间变化以适应流动分布,其它入口/出口边界条件,其它入口/出口边界条件,PressureFarField压力远场用指定的静态条件和自由流的马赫数来定义无穷远处自由可压流只有在密度符合理想气体规律情况下可以使用区域足够大ExhaustFan出口风扇模拟外部排气扇，给定一个压升和环境压力假定排气扇无限薄，并且流体通过排气扇的压升是流体速度的函数OutletVent排风口用指定的损失系数以及周围环境（排放处）压力与温度来定义一个出口风扇或者排风口IntakeFan/气风扇给定压力阶跃，流动方向和环境压力温度假定进口风扇无限薄，且有不连续压升，压力升高量是通过风扇速度的函数InletVent进风口给定进口损失系数，流动方向和进口环境压力及温度。通风压降正比于流体动压头和损失系数,壁面,壁面,用来分离流体和固体区域在粘性流，无滑移条件下切向流速等于壁面的速度所有法向速度为零可以指定剪应力热边界条件几个可用类型壁面材料和厚度可以定义（细节问题将在热传导那课详细讨论）壁面粗糙度将会在湍流中定义基于当地流场结果计算壁面切向应力和热传导在壁面边界上可以指定平移和转动速度,对称和轴边界,对称和轴边界,SymmetryBoundary对称边界用来降低计算量不需要输入参数流场和几何结构必须对称在对称平面上法向速度为零所有法向变量的梯度为零必须小心正确地定义对称边界位置AxisBoundary轴边界用于轴对称问题的中心线不需要输入必须与x轴正向相符合,axis,symmetryplanes,周期边界,Rotationallyperiodicplanes,周期边界,用来减少网格总数流场和几何结构必须包括旋转或者平移周期转动型周期P=0通过周期平面.旋转轴必须在流场区域中定义平移型周期P在周期平面上是有限的.模型符合完全发展的条件定义每个周期的平均P或者净质量流率在GAMBIT中周期性边界定义是平移的,Translationallyperiodicplanes,2DTubeHeatExchanger,Flow,单元区域流体,单元区域流体,一个流体单元区域是由一系列单元体组成，求解同样的方程需要选择流体材料对多组分或者多相流动来说，材料没有显示出来，流体区域由相混合而成。可以定义源项质量，动量，能量，UDS，等等。如果要模拟过渡流就将流体区域定义为laminarflow。可以定义域为多孔介质定义转动型周期流动的旋转轴能够定义流体区域的运动,多孔介质条件,多孔介质条件,多孔区域是流体区域的特殊类型在流体面板上激活PorousZone选项流动中的压力损失通过用户输入阻力系数来确定例如Packedbeds河床Filterpapers滤纸Perforatedplates多孔板Flowdistributors流量分配器Tubebanks管束,单元区域固体,单元区域固体,固体区域是由一组只能热传导的单元组成不满足任何流动方程在没有对流发生的情况下，流体可以假设为固体只需要在材料（固体）面板中输入材料名称输入选项可以设置体积生热率（热源）如果旋转型周期边界与固体区域相邻的话需要定义旋转轴可以定义固体区域的运动,内部的面边界,内部的面边界,只定义在单元面上内部面的厚度为零这些内部面提供了改变流动属性的方法用来实现各种物理模型包括：Fans风扇Rad