GAMBIT建模教程_4_设定区域类型

GAMBIT MODELING GUIDE：4.设定区域类型 1 4. 设定区域类型设定区域类型 4.1 概述概述 区域类型设定确定了该区域截面和指定区域内的模型的实体和操作特征。有两种典型 的区域类型设定： 边界类型 连续介质类型 边界类型设定，例如 WALL 或者 VENT，确定了模型的外部或者内部边界的特点。连续 介质类型，例如 FLUID 或者 SOLID，确定了模型内部指定区域的特点。 以下部分强简要介绍边界类型和连续介质类型设定并结合包含简单几何结构的计算模 型示例阐述它们定义的目的。 4.1.1 边界类型设定边界类型设定 边界类型设定确定了模型中那些代表模型边界的拓扑结构实体的物理特性和操作特 性。例如，如果用户将三维模型的一个面实体指定为 INFLOW 边界类型，该模型则被设定为 介质从该设定面流入模型区域。类似的，如果用户对于一个二维模型的边实体指定为 SYMMETRY 边界类型，则该模型被设定为流量、温度和压力梯度沿着指定边等于零。因此， 紧邻该边两侧的区域内的物理条件相同。 注意：要对于一个 FLUENT 解算器应用周期性边界条件，用户必须首先在应用边界条 件的一组边（二维）或者一组面（三维）之间建立网格坚固连接。 （关于网格坚固连接的详 细说明，参阅 3.2.3 部分。 ）另外，用户必须为该组中的两条边或者两个面都设定 PERIODIC 边界类型， 并且这两条边 （或者两个面） 都必须作为一个单独实体的组成部分。 （如图 41。 ） PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 GAMBIT MODELING GUIDE：4.设定区域类型 2 关于设定边界类型要求的步骤的完整说明，请参阅下面的 4.2.1 部分。 4.1.2 连续介质类型设定连续介质类型设定 连续介质类型设定确定模型你不指定区域的物理特性。例如，如果用户对于一个体积 实体指定了 FLUID 连续介质类型设定，该模型设定使得动量方程、连续性和网格节点和单元 之间的物性传递存在于该体积中。 相反的， 如果用户对于一个体积实体指定了 SOLID 连续介 质类型，则仅仅有能量和物性传递方程（没有对流）将用用于该体积中现有的网格节点或者 单元。 4.1.3 区域类型设定的影响区域类型设定的影响 作为区域类型设定对于计算模型设定的影响的一个示例，考虑如图 42 所开始的几何 结构它包含一个直椭圆柱体。该几何结构包含一个体积，三个面，两条边和两个顶点。 图 41：周期性边界条件设定FLUENT 解算器 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 GAMBIT MODELING GUIDE：4.设定区域类型 3 如图 42 中所示的几何结构可以用于模拟很多不同类型的输运问题，包括流体通过一 个直椭圆管路的流动和通过一个固体椭圆柱的导热。 表 41 和表 42 分别显示了与流体流 动和导热问题有关的区域类型设定。 表 41：流体流动问题区域类型设定 实体 区域 区域类型 face.1 边界 WALL face.2 边界 INFLOW face.3 边界 OUTFLOW volume.1 连续介质 FLUID 表 42：导热问题区域类型设定 实体 区域 区域类型 face.1 边界 WALL volume.1 连续介质 SOLID 注意：计算计算器在它们使用边界类型和连续介质类型设定的方式上相互区别。关于 特定解算器应用边界类型设定和连续介质类型设定的说明，请查阅解算器文档。 4.2 区域命令区域命令 图 42：边界和连续介质类型设定 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 GAMBIT MODELING GUIDE：4.设定区域类型 4 当用户点击 Operation 工具框中的 Zones 命令按钮时， GAMBIT 将打开 Zones 子工具框。 该 Zones 子工具框中包含的命令按钮允许用户添加、 更改和删除边界类型和连续介质类型设 定以及撤销 GAMBIT 操作。与每个 Zones 子工具框命令相关的图标如下。 图标 命令 详细说明 Specify Boundary Types 允许用户建立、更改和删除边界类型设定。 Specify Continuum Types 允许用户建立、更改或者删除连续介质类型设定。 本章的以下部分将详细说明上面列举的每个 Zones 命令。 4.2.1 设定边界类型设定边界类型 Specify Boundary Types 命令允许用户对于代表模型边界的拓扑实体指定边界类型设定。 要建立边界类型设定，用户必须设定以下参数： Name Type Entity 集 Name 参数是一个用来指定该设定的总体标签。Type 参数是一个代表物理或者操作特征 的解算器特有关键字， 例如 WALL 或者 INFLOW。 Entity 集由一个或者多个拓扑实体组成， Type 设定将应用于其上。 设定名称设定名称 当用户指定一个边界类型设定时，用户可以为该设定指定一个名称。该名称作为该边 界类型设定的总标签。他可以浩瀚任意字母组合和/或者对于将读入该网格的解算器有效的 符号。 （注意： Polyflow 解算器对于边界和连续介质名称具有特殊的限制。 特殊的， 为 Polyflow 解算器生成的网格的边界和连续介质名称必须遵守以下命名规则： name.number 其中 name 为边界或者连续介质名称，number 为顺序号。例如，在一个给定模型中，边界实 体可以指定为 inflow.1，outflow.2 和 wall.3 等名称。 ） 设定类型设定类型 每个计算解算器与一系列允许的边界类型集合相关。关于可用于每种 GAMBIT 支持的 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 GAMBIT MODELING GUIDE：4.设定区域类型 5 解算器的边界类型的详细说明，请查阅相应的解算器文档。 注意：如果用户在指定边界类型设定之后更改解算器，则 GAMBIT 将仅仅保留那些对 于新的解算器有效的设定。例如，如果用户选择了 FIDAP 解算器并指定 WALL 和 SLIP 边界类 型设定，然后改为 FLUENT/UNS 解算器，GAMBIT 将仅仅保留 WALL 边界类型设定因为 在 FLUENT/UNS 解算器中 SLIP 边界类型无效。 如果用户选择了 FIDAP 解算器， GAMBIT 将重 置前面 FIDAP 有效的边界类型设定以及对于 FIDAP 解算器有效的新的设定。 设定实体集合设定实体集合 每种边界类型设定必须包含一个实体集合。该实体集合包括将应用 Type 设定的一个或 者多个实体。要在实体集合中添加一个实体，用户必须设定以下参数： Type Label type 参数确定要加入到该实体集合中的实体的类型。label 参数指要加入到该集合中的 指定实体的名称。 指定实体类型 Specify Boundary Types 窗口中的 Entity 部分中的选择按钮允许用户指定要加入到实体集 合中的实体的一般类型。对于边界类型设定有效的实体类型包括 Edges、Faces 和 Groups。 如果用户选择了 Groups 选项，GAMBIT 将在 Entity 列表框的右侧显示一个 Edit 命令按 钮。当用户点击 Edit 该按钮时，GAMBIT 将打开 Create Group 窗口或者 Modify Group 窗口。 Create Group 和 Modify Group 窗口分别允许用户建立或者修改一组实体，它们将包含在边界 类型设定实体集合中。 （关于使用 Create Group 或者 Modify Group 窗口的详细说明，参阅本 向导第二章。 ） 注意：Specify Boundary Types 窗口的 Entity 部分包含一个选择按钮和一个列表框，分别 允许用户对于一个或者多个将要添加到实体集合中的实体指定类型和标签。Entity 部分也包 含一个滑动列表，显示了当前存在于实体集合中的所有实体的 Label 和 Type。 指定实体标签 要将一个实体添加到实体集合中，用户必须设定它的标签。用户可以通过以下三种方 式之一设定标签： 1. 在 Entity 部分列表框中输入标签。 2. 从相关的选择列表中选择标签。 3. 使用鼠标在图形窗口中选择实体。 使用使用 Specify Boundary Types 窗口窗口 要打开 Specify Boundary Types 窗口 （如下图） ， 点击 Zones 子工具框中的 Specify Boundary Types 命令按钮即可。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 GAMBIT MODELING GUIDE：4.设定区域类型 6 Specify Boundary Types 窗口包含如下详细设定。 Action: - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Add 建立新的边界类型设定。 要建立新的边界类型设定， 输入相应的 Name、 Type 和 Entity 参数并点击 Apply。 Modify 更改现有的边界类型设定。要选择更改的边界类型设定，在 Name|Type 滑动 列表（见下面）中凸现（left- click）它的名称 即可。要更改边界类型设定， 更改 Name、Type 和/或者 Entity 参数并点击 Apply。 Delete 删除现有边界类型设定。要选择一个要删除的边界类型设定，在 Name|Type 滑动列表（见下面）中凸现（left- click）它的名称即可。要删除该边界类型 设定，点击 Apply。 Delete all 删除所有现有的边界类型设定。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 GAMBIT MODELING GUIDE：4.设定区域类型 7 Name | Type 列表显示所有现有边界类型设定的名称（Name）和类型（Type） 。 Show labels 在 Specify Boundary Types 窗口打开时显示所有当前设定的边界类型标签。 Name: 指定于当前边界类型设定相关的名称。 Type: - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - VENT WALL . 指定边界类型。 注意： 每个计算解算器都与一系列有效的边界类型集合相关 （见上 面的“指定类型”）。 Entity: - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Groups Faces Edges 指定要设定边界类型的拓扑实体的一般类型。 注意（1）：边界类型设定可以包括多种实体。例如，一些解算器 允许一个边界类型设定包含边、面和/或者体积。 注意（2） ： 如果用户指定了 Group 选项，GAMBIT 将在 Group 列表框的右 侧显示一个标题为 Edi 的命令按钮。 该命令按钮允许用户建立或者更改一 个作为构成 要建立包含在边界类型设定中的一个组，点击 Edi。 要更改作为边界类型设定一部分的一个组，在 Entity 列表中（见下 面）凸现该组标签并点击 Edit。 当用户点击 Edit来建立或者更改一个组时，GAMBIT 将分别打开 Create Group或者 Modify Group窗口。关于使用 Create Group或者 Modify Group窗口的指导，请分别参阅本向导第三章中的“使用 Create Group窗口”或者“使用 Modify Group窗口”。 Groups Faces Edges 指定要设定边界类型的实体。 Label | Type 列表显示所有余当前边界类型设定相关的拓扑实体的标签（Label）和类型 （Type） 。 Remove 从与边界类型设定相关的实体列表中删除当前凸现的实体。 Edit 打开 Edit Lower Topology 窗口，它允许用户指定是否在边界类型设定中包含 次级拓扑实体和/或者与当前凸现的实体相连的几何结构。关于使用 Edit PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 GAMBIT MODELING GUIDE：4.设定区域类型 8 Lower Topology 窗口的指导，请参阅本向导第二章中的“使用 Edit Lower Topology 窗口” 。 4.2.2 指定连续介质类型指定连续介质类型 Specify Continuum Types 命令允许用户确定模型中任何由一组拓扑实体确定的区域的物 理特性。按顺序，物理特性将确定用于该问题的传输方程。 要建立连续介质类型设定，用户必须设定以下参数： Name Type Entity 集合 Name 参数是指定该设定的一个总标签。Type 参数是一个代表物理或者操作特征的一个 解算器特征关键字， 例如 WALL 或者 INFLOW Entity。 集合包含要应用 Type 设定的一个或者多 个拓扑实体。 指定名称指定名称 对于连续介质类型 Name 参数的设定与上面的边界类型 Name参数相同。（见上面的 4.2.1 部分。 ） 指定类型 有四种连续介质类型，每种类型与一组基本的迁移方程相关。四种连续介质类型如下： FLUID POROUS SOLID Conjugate (仅用于 FLUENT 4) 注意：关于与连续介质类型相关的方程的详细说明，请查阅相应的解算器文档。 指定实体集合指定实体集合 连续介质类型集合的设定与上面边界类型的相似。 （见上面的 4.2.1 部分。 ）它们的不同 之处仅仅在于用户可以为 Faces、Volumes 和 Groups 指定的连续介质类型设定。 使用使用 Specify Continuum Types 窗口窗口 要打开 Specify Continuum Types 窗口（如下图） ，点击 Zones 子工具框中的 Specify Continuum Types 命令按钮即可。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 GAMBIT MODELING GUIDE：4.设定区域类型 9 Specify Continuum Types 窗口包含如下详细设定。 Action: - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Add 建立新的连续介质类型设定。 要建立一个新的连续介质类型设定输入Name、 Type 和 Entity 参数并点击 Apply。 Modify 更改现有的连续介质类型设定。要为更改选择一个连续介质类型设定，在 Name|Type 滑动列表（见下面）中凸现（left- click）它的名称即可。要更改 该连续介质类型设定， 只要更改 Name、 Type 和/或者 Entity 参数并点击 Apply 即可。 Delete 删除现有的连续介质类型设定。要选择删除的连续介质类型设定，在 Name|Type 滑动列表（见下面）中凸现（left- click）它的名称即可。要删除 该连续介质类型设定，点击 Apply。 Delete all 删除所有现有的连续介质类型设定。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 GAMBIT MODELING GUIDE：4.设定区域类型 10 Name | Type 列表显示所有当前存在的连续介质类型设定的名称 （Name） 和类型 （Type） 。 Show labels 在 Specify Continuum Types窗口打开时显示所有当前确定的连续介质类型的 标签。 Name: 设定与该连续介质类型设定相关的名称。 Type: - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - FLUID POROUS SOLID Conjugate 设定连续介质类型。 注意：Conjugate连续介质类型仅仅对于 FLUENT 4 解算器有效。 Entity: - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Groups Volumes Faces 指定要指定连续介质类型的拓扑实体的一般类型。 注意（1）：与一个给定的连续介质类型设定相顾看得一组拓扑实 体可以包括多种类型的实体。例如，一些