各類邊界條件

1、定義邊界條件概述邊界條件包括流動(dòng)變量和熱變量在邊界處的值。它是FLUEN盼析得很矢鍵的一部分，設(shè)定邊界條件必須小心謹(jǐn)慎。邊界條件的分類：進(jìn)出口邊界條件：壓力、速度、質(zhì)量進(jìn)口、進(jìn)風(fēng)口、進(jìn) 氣扇、壓力出 口、壓力遠(yuǎn)場(chǎng)邊界條件、質(zhì)量出口、通風(fēng)口、排氣扇；壁面、rep eat ing, andp OIe bou ndaries:壁面，對(duì)稱，周期，軸；內(nèi)部單元區(qū)域：流體、固體（多孔是一種流動(dòng)區(qū)域類 型）；內(nèi)部表面邊界：風(fēng)扇、散熱器、多孔跳躍、壁面、內(nèi)部。（內(nèi)部表面邊界條件定義 在單元表面，這意味著它們沒(méi)有有限厚度，并提供了流場(chǎng)性質(zhì)的每一步的變化。這些邊界條件 用來(lái)補(bǔ)充描述排氣扇、細(xì)孔薄膜以及散熱器的物理

2、模型。內(nèi)部表面區(qū)域的內(nèi)部類型不需要你輸 入任何東西。）下面一節(jié)將詳細(xì)介紹上面所敘述邊界條件，并詳細(xì)介紹了它們的設(shè)定方法以及設(shè)定的具 體合適條件。周期性邊界條件在本章中介紹，模擬完全發(fā)展的周期性流動(dòng)將在周期性流動(dòng)和熱 傳導(dǎo)一章中介紹。使用邊界條件面板邊界條件（FigUre 1）對(duì)于特定邊界允許你改變邊界條件區(qū)域類型，并且打開其他的面 板以設(shè)定每一區(qū)域的邊界條件參數(shù)菜單：Define/Boundary COnCIitiOns.FigUre 1:邊界條件面板改變邊界區(qū)域類型設(shè)定任何邊界條件之前，必須檢查所有邊界區(qū)域的區(qū)域類型，如有必要就作適當(dāng)?shù)男?改。比方說(shuō)：如果你的網(wǎng)格是壓力入口，但是你想要使用速

3、度入口，你就要把壓力入改為速 度入口之后再設(shè)定。改變類型的步驟如下：1 在區(qū)域下拉列表中選定所要修改的區(qū)域2.在類型列表中選擇正確的區(qū)域類型3.當(dāng)問(wèn)題提示菜單出現(xiàn)時(shí)，點(diǎn)擊確認(rèn)確認(rèn)改變之后，區(qū)域類型將會(huì)改變，名字也將自動(dòng)改變（如果初始名字時(shí)缺省的請(qǐng)參閱 邊界條件區(qū)域名字一節(jié)），設(shè)定區(qū)域邊界條件的面板也將自動(dòng)打幵。!注意：這個(gè)方法不能用于改變周期性類型，因?yàn)樵撨吔珙愋鸵呀?jīng)存在了附加限制。創(chuàng) 建邊界條件一節(jié)解釋了如何創(chuàng)建和分開周期性區(qū)域。需要注意的是，只能在圖一中每一個(gè)類別 中改變邊界類型（注意：雙邊區(qū)域表面是分離的不同單元區(qū)域）FigUre 1:區(qū)域類型的分類列表設(shè)定邊界條件在FLUENT中，邊界

4、條件和區(qū)域有矢而與個(gè)別表面或者單元無(wú)矢。如果要結(jié)合具有相 同邊界條件的兩個(gè)或更多區(qū)域請(qǐng)參閱合并區(qū)域一節(jié)。設(shè)定每一特定區(qū)域的邊界條件，請(qǐng)遵循下面的步驟：1 在邊界條件區(qū)域的下拉列表中選擇區(qū)域。2.點(diǎn)擊Set按鈕?；蛘撸? .在區(qū)域下拉列表中選擇區(qū)域。2在類型列表中點(diǎn)擊所要選擇的類型?；蛘咴趨^(qū)域列表中雙擊所需區(qū)域 選擇邊界條件區(qū)域?qū)?huì)打開，并且你可以指定適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件在圖像顯示方面選擇邊界區(qū)域在邊界條件中不論你合適需要選擇區(qū)域，你都能用鼠標(biāo)在圖形窗口選擇適當(dāng)?shù)膮^(qū)域。如 果你是第一次設(shè)定問(wèn)題這一功能尤其有用，如果你有兩個(gè)或者更多的具有相同類型的區(qū)域而且 你想要確定區(qū)域的標(biāo)號(hào)（也就是畫出哪一區(qū)域是哪個(gè)

5、）這一功能也很有用。要使用該功能請(qǐng)按 下述步驟做：1用網(wǎng)格顯示面板顯示網(wǎng)格。2用鼠標(biāo)指針（默認(rèn)是鼠標(biāo)右鍵-參閱控制鼠 標(biāo)鍵函數(shù)以改變鼠標(biāo)鍵的功能）在圖形窗口中點(diǎn)擊邊界區(qū)域。在圖形顯示中選擇的區(qū)域?qū)?huì)自動(dòng)被選入在邊界條件面板中的區(qū)域列表中，它的名字和編號(hào)也會(huì)自動(dòng)在控制窗 口中顯示改變邊界條件名字每一邊界的名字是它的類型加標(biāo)號(hào)數(shù)（比如PreSSUre-inlet-7）。在某些情況下你可能想要對(duì)邊界區(qū)域分配更多的描述名。如果你有兩個(gè)壓力入口區(qū)域，比方說(shuō)，你可能想 重名名它們?yōu)镾lTlaII-inlet禾口 Iarge-inlet （改變邊界的名字不會(huì)改變相應(yīng)的類型）重名名區(qū)域，遵循如下步驟：1 在邊

6、界條件的區(qū)域下拉列表選擇所要重名名的區(qū)域。2.點(diǎn)擊Set.打開所選區(qū)域的面板。3.在區(qū)域名字中輸入新的名字4.點(diǎn)擊OK按鈕。注意：如果你指定區(qū)域的新名字然后改變它的類型，你所改的名字將會(huì)被保留，如果區(qū)域名字是類型加標(biāo)號(hào)，名字將會(huì)自動(dòng)改變。邊界條件的非一致輸入每一類型的邊界區(qū)域的大多數(shù)條件定義為輪廓函數(shù)而不是常值。你可以使用外部產(chǎn)生的邊界輪廓文件的輪廓，或者用自定義函數(shù)（UDF來(lái)創(chuàng)建。具體情況清參閱相矢內(nèi)容流動(dòng)入口和出口FLUENT有很多的邊界條件允許流動(dòng)進(jìn)入或者流出解域。下面一節(jié)描述了每一種邊界條 件的類型的使用以及所需要的信息，這樣就幫助你適當(dāng)?shù)倪x擇邊界條件。面還提供了湍流參數(shù)的入口值的確定

7、方法。使用流動(dòng)邊界條件面對(duì)流動(dòng)邊界條件的使用作一概述對(duì)于流動(dòng)的出入口，F(xiàn)LUENT提供了十種邊界單元類型：速度入口、壓力入口、質(zhì)量 入口、壓力出口、壓力遠(yuǎn)場(chǎng)、質(zhì)量出口，進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)氣扇，出風(fēng)以 及排氣扇。F面是FLUENT中的進(jìn)出口邊界條件選項(xiàng)：I速度入邊界條件用于定義流動(dòng)入邊界的速度和標(biāo)量I壓力入邊界條件用來(lái)定義流動(dòng)入邊界的總壓和其它標(biāo)量。I質(zhì)量流動(dòng)入邊界條件用于可壓流規(guī)定入口的質(zhì)量流速。在不可壓流中不 必指定入口的 質(zhì)量流，因?yàn)楫?dāng)密度是常數(shù)時(shí)，速度入口邊界條件就確定了質(zhì)量流條件。I壓力出邊界條件用于定義流動(dòng)出的靜壓（在回流中還包括其它的標(biāo)量）。當(dāng)出現(xiàn)回流時(shí)，使用壓力出口邊界條件來(lái)代替質(zhì)量出口

8、條件常常有更好的收斂速 度。I壓力遠(yuǎn)場(chǎng)條件用于模擬無(wú)窮遠(yuǎn)處的自由可壓流動(dòng)，該流動(dòng)的自由流馬赫數(shù)以及靜 態(tài)條件已經(jīng)指定了。這一邊界類型只用于可壓流。I質(zhì)量出邊界條件用于在解決流動(dòng)問(wèn)題之前，所模擬的流動(dòng)出口的流速和 壓力的 詳細(xì)情況還未知的情況。在流動(dòng)出口是完全發(fā)展的時(shí)候這一條件是適合的，這是因?yàn)橘|(zhì) 量出口邊界條件假定出了壓力之外的所有流動(dòng)變量正法向梯度為零。對(duì)于可壓流計(jì)算， 這一條件是不適合的。I進(jìn)風(fēng)口邊界條件用于模擬具有指定的損失系數(shù)，流動(dòng)方向以及周圍（入口）環(huán)境 總壓和總溫的進(jìn)風(fēng)口。I進(jìn)氣扇邊界條件用于模擬外部進(jìn)氣扇，它具有指定的壓力跳躍，流動(dòng)方向以及周圍（進(jìn) 口）總壓和總溫。I通風(fēng)口邊界條

9、件用于模擬通風(fēng)口，它具有指定的損失系數(shù)以及周圍環(huán)境排放魅）的靜壓 和靜溫。I排氣扇邊界條件用于模擬外部排氣扇，它具有指定的壓力跳躍以及周圍環(huán) 境（排放處）的 靜壓。決定湍流參數(shù)在入口、出口或遠(yuǎn)場(chǎng)邊界流入流域的流動(dòng)，F(xiàn)LUENT需要指定輸運(yùn)標(biāo)量的值。本節(jié)描述了對(duì)于特定模型需要哪些量，并且該如何指定它們。也為確定流入邊界值最為合 適的方法提供了指導(dǎo)方針。使用輪廓指定湍流參量 在入口處要準(zhǔn)確的描述邊界層和完全發(fā)展的湍流流動(dòng)，你應(yīng)該通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)公式 創(chuàng)建邊界輪廓文件來(lái)完美的設(shè)定湍流量。如果你有輪廓的分析描述而不是數(shù)據(jù)點(diǎn)，你也可以用 這個(gè)分析描述來(lái)創(chuàng)建邊界輪廓文件，或者創(chuàng)建用戶自定義函數(shù)來(lái)提供入邊

10、界的信息。一旦你 創(chuàng)建了輪廓函數(shù)，你就可以使用如下的方法：IS PaIart-AIImaraS模型：在湍流指定方法下拉 菜單中指定湍流粘性比，并在在湍流粘性比之后的下拉菜單中選擇適當(dāng)?shù)妮喞?。通過(guò)將 mj/m和密度與分子粘性的適當(dāng)結(jié)合，F(xiàn)LUENT為修改后的湍流粘性計(jì)算邊界值。k-e模型：在湍流指定方法下拉菜單中選擇K和EPSiIOn并在湍動(dòng)能(Turb-KineticEnergy和湍流擴(kuò)散速S(TUrb.DissipationRat(B)之后的下拉菜單中選擇適 當(dāng)?shù)妮喞?。I雷諾應(yīng)力模型：在湍流指定方法下拉菜單中選擇K和EPSilOn并在湍動(dòng)能(Turb-KineticEnergy和湍流擴(kuò)散

11、速度(TUrb.DissipationRate)之后的下拉菜單中選擇適 當(dāng)?shù)妮喞Ｔ谕牧髦付ǚ椒ㄏ吕藛沃羞x擇雷諾應(yīng)力部分，并在每一個(gè)單獨(dú)的雷諾應(yīng)力部分 之后的下拉菜單中選擇適當(dāng)?shù)妮喞?。湍流量的統(tǒng)一說(shuō)明在某些情況下流動(dòng)流入開始時(shí)，將邊界處的所有湍流量指定為統(tǒng)一值是適當(dāng)?shù)?。比如說(shuō)，在進(jìn)入管道的流體，遠(yuǎn)場(chǎng)邊界，甚至完全發(fā)展的管流中，湍流量的精確輪廓是在大多數(shù)湍流流動(dòng)中，湍流的更高層次產(chǎn)生于邊界層而不是流動(dòng)邊界進(jìn)入流域的地方， 因此這就導(dǎo)致了計(jì)算結(jié)果對(duì)流入邊界值相對(duì)來(lái)說(shuō)不敏感。然而必須注意的是要保證邊界值不是 非物理邊界。非物理邊界會(huì)導(dǎo)致你的解不準(zhǔn)確或 者不收斂。對(duì)于外部流來(lái)說(shuō)這一特點(diǎn)尤其突出，

12、如果自由流的有效粘性系數(shù)具有非物理性的大值， 邊界層就會(huì)找不到了。你可以在使用輪廓指定湍流量一節(jié)中描述的湍流指定方法，來(lái)輸入同一數(shù)值取代輪廓。 你也可以選擇用更為方便的量來(lái)指定湍流量，如湍流強(qiáng)度，湍流粘性比，水力直徑以及湍流特 征尺度，下面將會(huì)對(duì)這些內(nèi)容作一詳細(xì)敘述。湍流強(qiáng)度I定義為相對(duì)于平均速度u_avg的脈動(dòng)速度的均方根。小于或等于1 %的湍流強(qiáng)度通常被認(rèn)為低強(qiáng)度湍流，大于10%被認(rèn)為是高強(qiáng)度湍流。從外界，測(cè)量數(shù)據(jù)的入口邊界，你可以很好的估計(jì)湍流強(qiáng)度。例如：如果你模擬風(fēng)洞試驗(yàn)，自 由流的湍流強(qiáng)度通?？梢詮娘L(fēng)洞指標(biāo)中得到。在現(xiàn)代低湍流風(fēng)洞中自由流湍流強(qiáng)度通常低到 0.05% o .對(duì)于內(nèi)部流

13、動(dòng)，入口的湍流強(qiáng)度完全依賴于上游流動(dòng)的歷史，如果上游流動(dòng)沒(méi)有完全發(fā) 展或者沒(méi)有被擾動(dòng)，你就可以使用低湍流強(qiáng)度。如果流動(dòng)完全發(fā)展，湍流強(qiáng)度可能就達(dá)到了百 分之幾。完全發(fā)展的管流的核心的湍流強(qiáng)度可以用下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：例如，在雷諾數(shù)為50000是湍流強(qiáng)度為4%湍流尺度I是和攜帶湍流能量的大渦的尺度有矢的物理量。在完全發(fā)展的管流中I被管道的尺寸所限制，因?yàn)榇鬁u不能大于管道的尺寸。L和管的物理尺寸之間的計(jì)算矢系如下:其中L為管道的相尖尺寸。因子0.07是基于完全發(fā)展湍流流動(dòng)混合長(zhǎng)度的最大值的，對(duì)于非圓形截面的管道，你可以用水力學(xué)直徑取代L o如果湍流的產(chǎn)生是由于管道中的障礙物等特征，你最好用該特征長(zhǎng)

14、度作為 湍流長(zhǎng)度L而 不是用管道尺寸。注意:公式并不是適用于所有的情況。它只是在大多數(shù)情況下得很好的近似。對(duì)于特定流動(dòng)，選擇L和I的原則如下：I對(duì)于完全發(fā)展的內(nèi)部流動(dòng),選擇強(qiáng)度和水力學(xué)直徑指定方法,并在水力學(xué) 直徑流場(chǎng)中指定L=D_H oI對(duì)于旋轉(zhuǎn)葉片的下游流動(dòng),穿孔圓盤等,選擇強(qiáng)度和水力學(xué)直徑指定方法,并在水力學(xué)直 徑流場(chǎng)中指定流動(dòng)的特征長(zhǎng)度為L(zhǎng)I對(duì)于壁面限制的流動(dòng)，入口流動(dòng)包含了湍流邊界層。選擇湍流強(qiáng)度和長(zhǎng)度尺度方法并使用邊界層厚度d_99來(lái)計(jì)算湍流長(zhǎng)度尺度I,在湍流長(zhǎng)度尺度流場(chǎng)中輸入1 =0.4 d 99這個(gè)值湍流粘性比m_t/m直接與湍流雷諾數(shù)成比例（Re_t ?"2/ （e

15、n） ）。Re_t在高湍流 數(shù)的邊界層,剪切層和完全發(fā)展的管流中是較大的（IOO到IOoO）。然而,在大多數(shù)外流的 自由流邊界層中m_t/m相當(dāng)?shù)男?。湍流參?shù)的典型設(shè)定為1<m_Vm<10o7/100要根據(jù)湍流粘性比來(lái)指定量,你可以選擇湍流粘性比（對(duì)于Spalart-AIImaraS模型）或者強(qiáng)度和粘性比（對(duì)于k-e模型或者RSMI）。推導(dǎo)湍流量的尖系式要獲得更方便的湍流量的輸運(yùn)值，如：I, L,或者m_t/m，你必須求助于經(jīng)驗(yàn)公式，下面 是FLUENT中常用的幾個(gè)有用的尖系式。要獲得修改的湍流粘性，它和湍流強(qiáng)度I長(zhǎng)度尺度 I有如下矢系：在SPalart-AIImaraS模型中，如

16、果你要選擇湍流強(qiáng)度和水力學(xué)直徑來(lái)計(jì)算I可以從前面的公式中獲得。湍動(dòng)能k和湍流強(qiáng)度I之間的矢系為：其中u_avg為平均流動(dòng)速度除了為k和e指定具體的值之外，無(wú)論你是使用湍流強(qiáng)度和水力學(xué)直徑，強(qiáng)度和長(zhǎng)度尺度 或者強(qiáng)度粘性比方法，你都要使用上述公式。如果你知道湍流長(zhǎng)度尺度I你可以使用下面的矢系式：其中是湍流模型中指定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)（近似為0.09） , I的公式在前面已經(jīng)討 論了。除了為k和e制定具體的值之外，無(wú)論你是使用湍流強(qiáng)度和水力學(xué)直徑還是強(qiáng)度和長(zhǎng)度 尺度，你都要使用上述公式。E的值也可以用下式計(jì)算,它與湍流粘性比mj/m以及k有矢：其中是湍流模型中指定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)（近似為0.09）。除了為k和e制

17、定具體的值之外，無(wú)論你是使用湍流強(qiáng)度和水力學(xué)直徑還是強(qiáng)度和長(zhǎng)度 尺度，你都要使用上述公式。如果你是在模擬風(fēng)洞條件,在風(fēng)洞中模型被安裝在網(wǎng)格和/或金屬網(wǎng)格屏下 游的測(cè)試段,你可以用下面的公式：其中，是你希望的在穿過(guò)流場(chǎng)之后k的衰減（比方說(shuō)k入口值的10%）,自由流的速度 是流域內(nèi)自由流的流向長(zhǎng)度EqUatio n9是在高雷諾數(shù)各向同性湍流中觀察到的幕率衰減的線性近似。它是基于衰減湍流中k的精確方程U ?k/?X = - e如果你用這種方法估計(jì)e,你也要用方程7檢查結(jié)果的湍流粘性比m_t/m，以保證它不是太大。雖然這不是FLUENT內(nèi)部使用的方法，但是你可以用它來(lái)推導(dǎo)e的常數(shù)自由流值，然 后你可以

18、用湍流指定方法下拉菜單中選擇K和EPSilOn直接指定。在這種情況下，你需要使 用方程3從I來(lái)計(jì)算k。當(dāng)使用RSM時(shí)，如果你不在雷諾應(yīng)力指定方法的下拉列表中使用雷諾應(yīng)力選項(xiàng)，明顯 的制定入口處的雷諾應(yīng)力值，它們就會(huì)近似的由k的指定值來(lái)決定。湍流假定為各向同性,保 證以及（下標(biāo)a不求和）.如果你在雷諾應(yīng)力指定方法下拉列表中選擇K或者湍流強(qiáng)度，F(xiàn)LUENT就會(huì)使用這種 方法。對(duì)大渦模擬（LES指定入口湍流大渦模擬模型一節(jié)中所描述的LES速度入口中指定的的湍流強(qiáng)度值，被用于隨機(jī)擾動(dòng)入 口處速度場(chǎng)的瞬時(shí)速度。它并不指定被模擬的湍流量。正如大渦模擬模型中介紹的邊界條件中 所描述的，通過(guò)疊加每個(gè)速度分量的

19、隨機(jī)擾動(dòng)來(lái)計(jì)算流動(dòng)入口邊界處的隨機(jī)成分壓力入口邊界條件壓力入口邊界條件用于定義流動(dòng)入的壓力以及其它標(biāo)量屬性。它即可以 適用于可壓 流，也可以用于不可壓流。壓力入口邊界條件可用于壓力已知但是 流動(dòng)速度和/或速率未知的 情況。這一情況可用于很多實(shí)際問(wèn)題，比如浮力驅(qū)動(dòng)的流動(dòng)。壓力入口邊界條件也可用來(lái)定義外部或無(wú)約束流的自由邊界。對(duì)于流動(dòng)邊 界條件的概述，請(qǐng)參閱流動(dòng)入口和出一節(jié)。壓力入口邊界條件的輸入綜述對(duì)于壓力入口邊界條件你需要輸入如下信息I駐點(diǎn)總壓I駐點(diǎn)總溫I流動(dòng)方向I靜壓I湍流參數(shù)（對(duì)于湍流計(jì)算）I輻射參數(shù)（對(duì)于使用P-I模型、DTRM模型或者DO模型的計(jì)算）I化學(xué)組分質(zhì)量百分比（對(duì)于組分計(jì)算）

20、I混合分?jǐn)?shù)和變化（對(duì)于PDF燃燒計(jì)算）I程序變量（對(duì)于預(yù)混和燃燒計(jì)算）I離散相邊界條件（對(duì)于離散相的計(jì)算）I次要相的體積分?jǐn)?shù)（對(duì)于多相計(jì)算）所有的值都在壓力入口面板中輸入（FigUrel）,該面板是從邊界條件打開 的。FigUre 1:壓力入口面板壓力輸入和靜壓頭壓力場(chǎng)（p_s"）和壓力輸入（P_s" OrP-O"）包括靜壓頭r_0 g X。也就是FLUENT 以下式定義的壓力：或者這一定義允許靜壓頭放進(jìn)體積力項(xiàng)（r - r_O） g中考慮，而且當(dāng)密度一致時(shí)，從 壓力計(jì) 算中排除了。因此你的壓力輸入不因該考慮靜壓的微分，壓力（P "_s）的報(bào)告也不會(huì)顯示

21、靜壓的任何影響。有矢浮力驅(qū)動(dòng)流動(dòng)的內(nèi)容請(qǐng)參閱浮力驅(qū)動(dòng)流動(dòng)和自然對(duì)流的信定義總壓和總溫 在壓力入口面板中的GaUgeTOta IP ressurefielc輸入總壓值?？倻貢?huì)在TOtalTemPeratUrefieId中設(shè)定。記住，總壓值是在操作條件面板中定義的與操作 壓力有矢的 的總壓值。不可壓流體的總壓定義為：對(duì)于可壓流體為： 其中：p_0=總壓11/100P_s=靜壓M=馬赫數(shù)C=比熱比（c_p/c_v）如果模擬軸對(duì)稱渦流，方程1中的V包括了旋轉(zhuǎn)分量。如果相鄰區(qū)域是移動(dòng)的（即：如果 使用旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)系，多重參考坐標(biāo)系，混合平面或者滑移網(wǎng)格），而且你是使用分離解算器。 那么方程1中的速度（或

22、者方程3中的馬赫 數(shù)）將是絕對(duì)的，或者相對(duì)與網(wǎng)格速度。這依賴 于解算器面板中絕對(duì)速度公式 是否激活。對(duì)于耦合解算器，方程1中的速度（或者方程3中 的馬赫數(shù)）通常是在絕對(duì)坐標(biāo)系下的速度。定義流動(dòng)方向你可以在壓力入口明確的定義流動(dòng)的方向，或者定義流動(dòng)垂直于邊界。如果你選擇指定 方向矢量，你既可以設(shè)定笛卡爾坐標(biāo)x,y,和Z的分量，也可以設(shè)（圓柱坐標(biāo)的）半徑，切線 和軸向分量。對(duì)于使用分離解算器計(jì)算移動(dòng)區(qū)域問(wèn)題，流動(dòng)方向?qū)⑹墙^對(duì)速度或者相對(duì)于網(wǎng)格 相對(duì)速度，這取決于解算器面板中的絕對(duì)速度公式是否被激活。對(duì)于耦合解算器，流動(dòng)方向通 常是絕對(duì)坐標(biāo)系中的。定義流動(dòng)方向的步驟如下,總結(jié)請(qǐng)參考FigUre 1。

23、1在方向指定下拉菜單中選擇指定流動(dòng)方向的方法，或者是方向矢量或者是垂直于邊 界。2. 如果你在第一步中選擇垂直于邊界，并且是在模擬軸對(duì)稱渦流，請(qǐng)輸入流 動(dòng)適當(dāng)?shù)那邢蛩俣?，如果不是模擬渦流就不需要其它的附加輸入了。3. 如果第一步中你選擇指定方向矢量，并且你的幾何外形是3維的，你就需要選擇定義矢量分量的坐標(biāo)系統(tǒng)。在坐標(biāo)系下拉菜單中選擇笛卡爾（X, Y, Z坐標(biāo)，柱坐標(biāo)（半徑，切線和軸），或者局部柱坐標(biāo)。I笛卡爾坐標(biāo)系是基于幾何圖形所使用的笛卡爾坐標(biāo)系。I柱坐標(biāo)在下面的坐標(biāo)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上使用軸、角度和切線三個(gè)分量。I對(duì)于包含一個(gè)單獨(dú)的單元區(qū)域時(shí)，坐標(biāo)系由旋轉(zhuǎn)軸和在流體面板中原來(lái)的指定來(lái)定義。I對(duì)于包

24、含多重區(qū)域的問(wèn)題（比如多重參考坐標(biāo)或滑動(dòng)網(wǎng)格），坐標(biāo)系由流 體（固體）面 板中為臨近入口的流體（固體）區(qū)域的旋轉(zhuǎn)軸來(lái)定義。對(duì)于上述所有柱坐標(biāo)的定義，正徑向速度指向旋轉(zhuǎn)軸的外向。正軸向速度和旋轉(zhuǎn)軸矢量 的方向相同，正切向方向用右手定則來(lái)判斷。參閱下圖一目了然。FigUre 1:在二維、三維和軸對(duì)稱區(qū)域的柱坐標(biāo)速度分量當(dāng)?shù)刂鴺?biāo)系統(tǒng)允許你對(duì)特定的入定義坐標(biāo)系，在壓力入口面板中你就 可以定義該坐 標(biāo)系統(tǒng)。如果你對(duì)于不同的旋轉(zhuǎn)軸有幾個(gè)入口，那么當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系 會(huì)很有用的。4如果你在第 一步中指定方向矢量，用如下的方法定義矢量分量：I如果是二維非對(duì)稱圖形或者你在第三步 中選擇矢量分量，請(qǐng)輸入適當(dāng)?shù)腦, 丫和

25、，（in 3D） Z分量。I如果是二維軸對(duì)稱圖形或者第三部分選擇了柱坐標(biāo)，請(qǐng)輸入適當(dāng)?shù)陌霃剑嵌纫约扒芯€ 方向的分量。I如果使用當(dāng)?shù)刂鴺?biāo)系，請(qǐng)輸入適當(dāng)?shù)陌霃?，角度以及切線方向的分量，并指定軸向的 X, 丫和Z向分量，以及坐標(biāo)起點(diǎn)的坐標(biāo)。圖一就是各個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)的矢量分量。定義靜壓如果入口流動(dòng)是超聲速的，或者你打算用壓力入邊界條件來(lái)對(duì)解進(jìn)行初始化，那么你必 須指定靜壓 （termed the SUPerSOniC/Initial GaUge PreSSUre。）需要記住的是這個(gè)靜壓和你在操作條件面板中的操作壓力是相矢的。請(qǐng)參閱有矢于壓力輸入和靜壓頭相尖輸入的解釋。只要流動(dòng)是亞聲速的 FLUENT會(huì)

26、忽略SUPerSOniC/Initial GaUge PreSSUre它是由指 定的駐點(diǎn)值來(lái)計(jì)算的。如果你打算使用壓力入口邊界條件來(lái)初始化解 域，SUPerSOniC/Initial Gauge PreSSUre是與計(jì)算初始值的指定駐點(diǎn)壓力相聯(lián)系的，計(jì)算初始值的方法有各向同性 矢系式（對(duì)于可壓流）或者貝努力方程（對(duì)于不可壓流）。因此，對(duì)于壓聲速入口，它是在矢于入口馬赫數(shù)（可壓流）或者入口速度不可壓流）合 理的估計(jì)之上設(shè)定的。定義湍流參數(shù)對(duì)于湍流計(jì)算，有幾種方法來(lái)定義湍流參數(shù)。至于哪種方法合適請(qǐng)參閱決 定湍流參數(shù)一節(jié)。湍流模型是在"湍流模型"一章中介紹定義輻射參數(shù)如果你打算使

27、用P-I輻射模型、DTRM或者Do模型，你就需要設(shè)定內(nèi)部發(fā)散率以及 （可選）黑體溫度。詳情請(qǐng)參閱設(shè)定邊界條件一節(jié)（ROSSeIa nd不需要任何邊界條件的輸入）。定義組分質(zhì)量百分比如果你是用有限速度模型來(lái)模擬組分輸運(yùn)，你就需要設(shè)定組分質(zhì)量百分比。詳情請(qǐng)參閱 組分邊界條件的定義。定義PDF混合分?jǐn)?shù)參數(shù)如果你用PDF模型模擬燃燒，你就需要設(shè)定平均混合分?jǐn)?shù)以及混合分?jǐn)?shù)變 化（如果你是用兩個(gè)混合分?jǐn)?shù)就還包括二級(jí)平均混合分?jǐn)?shù)和二級(jí)混合分?jǐn)?shù)變 化）。具體情況如第三步定義邊界條件所述。定義預(yù)混和燃燒邊界條件如果使用與混合燃燒模型，你就需要設(shè)定發(fā)展變量。請(qǐng)見發(fā)展變量的邊界條件設(shè)定。定義離散相邊界條件如果你是在

28、模擬粒子的離散相，你就可以在壓力入口設(shè)定粒子軌道詳情請(qǐng)參閱離散向模 型的邊界設(shè)定。定義多相邊界條件對(duì)于多相流如果使用VOF > CaVitatiOn或者代數(shù)滑移混合模型，你就需要指 定所有二 級(jí)相的體積分?jǐn)?shù)。詳情請(qǐng)參閱VOF模型'Cavitation模型或者代數(shù)滑移混合模型的邊界設(shè)定。壓力入口邊界條件的默認(rèn)設(shè)定壓力入口邊界條件的默認(rèn)設(shè)定如下（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位）：GaUge TOtal PreSSUreOSUPerSOniC/Initial GaUge PreSSUreOTOtal TemPeratUre300X-COmPOnent Of FlOW DireCtiOnIY-COmPOn

29、ent Of FlOW DireCtiOnOZ-COmPOnent Of FlOW DireCtiOnOTurb. KinetiC Energy1Turb. DiSSiPatiOn Ratel壓力入口邊界處的計(jì)算程序FLUENT壓力入口邊界條件的處理可以描述為從駐點(diǎn)條件到入口條件的非自由化的過(guò) 渡。對(duì)于不可壓流是通過(guò)入口邊界貝努力方程的應(yīng)用來(lái)完成的。對(duì)于 可壓流，使用的是理想氣 體的各向同性流動(dòng)矢系式。壓力入口邊界處的不可壓流動(dòng)計(jì)算流動(dòng)進(jìn)入壓力入口邊界時(shí)，F(xiàn)LUENT使用邊界條件壓力，該壓力是作為入口平面p_0 的總壓輸入的。在不可壓流動(dòng)中，入總壓，靜壓和速度之間有如下 矢系：。通過(guò)你在出口分

30、配的速度大小和流動(dòng)方向可以計(jì)算出速度的各個(gè)分量。入質(zhì)量流速以 及動(dòng)量、能量和組分的流量可以作為計(jì)算程序在速度入邊界的大綱用來(lái)計(jì)算流動(dòng)對(duì)于不可壓流，入口平面的速度既可以是常數(shù)也可以是溫度或者質(zhì)量分?jǐn)?shù) 的函數(shù)。其中 質(zhì)量分?jǐn)?shù)是你輸入作為入口條件的值。在通過(guò)壓力出口流出的流動(dòng)，用指定的總壓作為靜壓來(lái) 使用。對(duì)于不可壓流動(dòng)來(lái)說(shuō)，總溫和靜溫相等。壓力入口邊界的可壓流動(dòng)計(jì)算對(duì)于可壓流，應(yīng)用理想氣體的各向同性矢系可以在壓力入將總壓，靜壓和速度聯(lián)系起 來(lái)。在入口處輸入總壓，在臨近流體單元中輸入靜壓，有矢系式如下：其中馬赫數(shù)定義為：馬赫數(shù)的定義就不詳述了。需要注意的是上面的方程中出現(xiàn)了操作壓力 p_OP這是因?yàn)?/p>

31、邊界條件的輸入是和操作壓力有矢的壓力。給定P_0"和p_s"上面的方程就可以用于計(jì)算入口平面流體的速度范圍。入口處的各個(gè)速度分量用 方向矢量來(lái)計(jì) 算。對(duì)于可壓流，入口平面的密度由理想氣體定律來(lái)計(jì)算：。R由壓力入口邊界條件定義的組分質(zhì)量百分比來(lái)計(jì)算。入口靜溫和總溫的尖 系由下式計(jì) 算：。速度入口邊界條件速度入口邊界條件用于定義流動(dòng)速度以及流動(dòng)入的流動(dòng)屬性相矢標(biāo)量。在這個(gè)邊界條 件中，流動(dòng)總的（駐點(diǎn)）的屬性不是固定的，所以無(wú)論什么時(shí)候 提供流動(dòng)速度描述，它們都會(huì) 增加。這一邊界條件適用于不可壓流，如果用于可壓流它會(huì)導(dǎo)致非物理結(jié)果，這 是因?yàn)樗试S因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)入口駐點(diǎn)駐點(diǎn)條件

32、浮動(dòng)。你也應(yīng)該小心不要讓速度入口靠近固體妨礙物, 性具有太高的非一致性。對(duì)于特定的例子，F(xiàn)LUENT可能會(huì)使用速度入口在流動(dòng)出口處定義流動(dòng)速度（在這種情況下不使用標(biāo)量輸入）。在這種情況下，必須保證區(qū)域內(nèi)的所有流動(dòng)性。對(duì)于流動(dòng)的概述請(qǐng)參閱流動(dòng)入口和出口。速度入口邊界條件的輸入 概述速度入口邊界條件需要輸入下列信息I速度大小與方向或者速度分量。I旋轉(zhuǎn)速度（對(duì)于具有二維軸對(duì)稱問(wèn)題的渦流）。I溫度（用于能量計(jì)算）。IOUtflOW gauge P ressure （for CalCUIati OnS With the COUPleCl SOlVerS）I 流參數(shù) y寸 于湍流計(jì)算）I輻射參數(shù)（對(duì)于P-

33、I模型、DTRM或者Do模型的計(jì)算）丨化學(xué)組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（對(duì)于組分計(jì)算）。I混合分?jǐn)?shù)和變化（對(duì)于PDE燃燒計(jì)算）。I發(fā)展變量（對(duì)于預(yù)混和燃燒計(jì)算）。I離散相邊界條件（對(duì)于離散相計(jì)算）I二級(jí)相的體積分?jǐn)?shù)（對(duì)于多相流計(jì)算）上面的所有值都有速度面板輸入，它是從邊界條件打開的（見設(shè)定邊界條件一節(jié)）。FigUre 1:速度入面板定義速度你可以通過(guò)定義來(lái)確定入口速度。如果臨近速度入口的單元區(qū)域是移動(dòng)的（也就是說(shuō)你 使用旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)系，多重坐標(biāo)系或者滑動(dòng)網(wǎng)格），你也可以指定相對(duì)速度和絕對(duì)速度。對(duì)于 FLUENT中的渦流軸對(duì)稱問(wèn)題，你還要指定渦流速度。定義流入速度的程序如下：1 選擇指定流動(dòng)方向的方法：在速度

34、指定方法下拉菜單中選擇速度大小和方向、速度分 量或者垂直于邊界的速度大小。2. 如果臨近速度入口的單元區(qū)域是移動(dòng)的，你可以指定相對(duì)或絕對(duì)速度。相對(duì)于臨近單元區(qū)域或者參考坐標(biāo)系下拉列表的絕對(duì)速度。如果臨近單元區(qū)域是固定 的，相對(duì)速度和絕對(duì)速度是相等的，這個(gè)時(shí)候不用察看下拉列表。3. 如果你想要設(shè)定速度的大小和方向或者速度分量，而且你的幾何圖形是三維的，下一 步你就要選擇定義矢量和速度分量的坐標(biāo)系。坐標(biāo)系就是前面所述的三種。4. 設(shè)定適當(dāng)?shù)乃俣葏?shù)，下面將會(huì)介紹每一個(gè)指定方法。如果第一步中選擇的是速度的大小和方向，你需要在流入邊界條件中輸入速度矢量的大 小以及方向。I如果是二維非軸對(duì)稱問(wèn)題，或者你

35、在第三步中選擇笛卡爾坐標(biāo)系，你需要定義流動(dòng)X, YAa （在三維問(wèn)題中）Z三個(gè)分量的大小。I如果是二維軸對(duì)稱問(wèn)題，或者第三步中使用柱坐標(biāo)系，請(qǐng)輸入流動(dòng)方向的徑向、軸向 和切向的三個(gè)分量值。I如果你在第三步中選擇當(dāng)?shù)刂鴺?biāo)系，請(qǐng)輸入流動(dòng)方向的徑向、軸向和切向的三個(gè)分量值。并指定軸向的XJY和乙分量以及坐標(biāo)軸起點(diǎn)的X, Y和Z-坐標(biāo)的值。定義流動(dòng)方向的FigUre 1表明這些不同坐標(biāo)系矢量分量。如果你在定義速度的第一步中選擇速度大小以及垂直的邊界，你需要在流入邊界處輸入 速度矢量的大小。如果你模擬二維軸對(duì)稱渦流，你也要輸入流向的切向分量。如果你在定義速 度的第一步中選擇速度分量，你需要在流入邊界中

36、輸入速度矢量的分量。I如果是二維非軸對(duì)稱問(wèn)題，或者你在第三步中選擇笛卡爾坐標(biāo)系，你需要定義流動(dòng)X, r 和n （枉三維問(wèn)題中）Z三個(gè)分量的大小。I如果是模擬渦流的二維軸對(duì)稱問(wèn)題，你需要在速度設(shè)定中設(shè)定軸向、徑向和旋轉(zhuǎn)速 度I如果是第三步中使用柱坐標(biāo)系，請(qǐng)輸入流動(dòng)方向的徑向、軸向和切向的三個(gè)分量值，以 及（可選）旋轉(zhuǎn)角速度。I如果你在第三步中選擇當(dāng)?shù)刂鴺?biāo)系，請(qǐng)輸入流動(dòng)方向的徑向、軸向和切向的三個(gè)分量值。并指定軸向的x,y和乙分量以及坐標(biāo)軸起點(diǎn)的X, Y和Z-坐標(biāo)的值。記住速度的正負(fù)分量和坐標(biāo)方向的正負(fù)是相同的。柱坐標(biāo)系下的速度的正負(fù)也是一樣。如果你在第一步中定義的是速度分量，并在模擬軸對(duì)稱渦流

37、，你可以指定除了渦流速度 之外的入口渦流角速度W。相似地，如果你在第三步中使用柱坐標(biāo)或者當(dāng)?shù)刂鴺?biāo)系，你可 以指定除切向速度之外的入口角速度W。如果你指定W）V_q作為每個(gè)單元的W r，其中r從起點(diǎn)到單元的距離。如果你指定渦 流速度和渦流角速度或者切向速度和角速度，F(xiàn)LUENT會(huì)將v_q和Wr加起來(lái)獲取每個(gè)單元的旋轉(zhuǎn)速度或者切向速度。定義溫度在解能量方程時(shí)，你需要在溫度場(chǎng)中的速度入口邊界設(shè)定流動(dòng)的靜溫。定義流出標(biāo)準(zhǔn)壓力如果你是用一種耦合解算器，你可以為速度入口邊界指定流出標(biāo)準(zhǔn)壓力。如果在流動(dòng)要 在任何表面邊界處流出區(qū)域，表面會(huì)被處理為壓力出口，該壓力 出口為流出標(biāo)準(zhǔn)壓力場(chǎng)中規(guī)定 的壓力。（注意

38、：這一影響和RAMP ANT中得到的速度遠(yuǎn)場(chǎng)邊界相似。定義湍流參數(shù)對(duì)于湍流計(jì)算，有幾種定義湍流參數(shù)的方法。至于選取哪種方法以及相矢的輸入值請(qǐng)參 閱確定湍流參數(shù)一節(jié)。湍流模型的相矢內(nèi)容請(qǐng)參閱湍流模型一章。定義輻射參數(shù)如果你打算使用P-I輻射模型、DTRM或者DO模型，你就需要設(shè)定內(nèi)部發(fā)散率以及 （可選）黑體溫度。詳情請(qǐng)參閱設(shè)定邊界條件一節(jié)（ROSSeIa nd不需要任何邊界條件的輸入）。定義組分質(zhì)量百分比如果你是用有限速度模型來(lái)模擬組分輸運(yùn)，你就需要設(shè)定組分質(zhì)量百分比。詳情請(qǐng)參閱 組分邊界條件的定義。定義PDF混合分?jǐn)?shù)參數(shù)如果你用PDF模型模擬燃燒，你就需要設(shè)定平均混合分?jǐn)?shù)以及混合分?jǐn)?shù)變化（如果

39、你 是用兩個(gè)混合分?jǐn)?shù)就還包括二級(jí)平均混合分?jǐn)?shù)和二級(jí)混合分?jǐn)?shù)變化）。具體情況如第三步定義 邊界條件所述。定義預(yù)混和燃燒邊界條件如果使用與混合燃燒模型，你就需要設(shè)定發(fā)展變量。請(qǐng)見發(fā)展變量的邊界條件設(shè)定。定義離散相邊界條件如果你是在模擬粒子的離散相，你就可以在速度入口設(shè)定粒子軌道詳情請(qǐng)參閱離散向模 型的邊界設(shè)定。定義多相邊界條件對(duì)于多相流如果使用VOF，CaVitatiOn或者代數(shù)滑移混合模型，你就需要指定所有二 級(jí)相的體積分?jǐn)?shù)。詳情請(qǐng)參閱VOF模型'Cavitation模型或者代數(shù)滑移混合模型的邊界設(shè)定。速度入口邊界條件的默認(rèn)設(shè)定速度入口邊界條件的默認(rèn)設(shè)定（國(guó)際單位）：TemPeratUr

40、e300VelOCity MagnitUdeOX-COmPOnent Of FIOW DireCtiOnlY-COmPOnent Of FIOW DireCtiOnOZ-COmPOnent Of FIOW DireCtiOnOX-VeIOCityOY-VeIOCityOZ-VeIOCityOTUrb. KinetiC Energy1Turb. DiSSiPatiOn RatelOUtfIOW GaUge PreSSUreO速度入口邊界的計(jì)算程序FLUENT使用速度入口的邊界條件輸入計(jì)算流入流場(chǎng)的質(zhì)量流以及入的動(dòng)量、能量和 組分流量。本節(jié)介紹了通過(guò)速度入口邊界條件流入流場(chǎng)的算例，以及通過(guò)速度入口

41、邊界條件流 出流場(chǎng)的算例。流動(dòng)入口的速度入口條件處理使用速度入口邊界條件定義流入物理區(qū)域的模型，F(xiàn)LUENT既使用速度分量也使用標(biāo)量。這些標(biāo)量定義為邊界條件來(lái)計(jì)算入口質(zhì)量流速，動(dòng)量流量以及能 量和化學(xué)組分的 流量。鄰近速度入口邊界流體單元的質(zhì)量流速由下式計(jì)算: 注意只有垂直于控制體表面的流動(dòng)分量才對(duì)流入質(zhì)量流速有貢獻(xiàn)。流動(dòng)出口的速度入口條件魅理有時(shí)速度入口邊界條件用于流出物理區(qū)域的流動(dòng)。比如通過(guò)某一流域出口的流速已知，或者被強(qiáng)加在模型上，就需要用這一方法。注意：這種方法在使用之前必須保證流域內(nèi)的全部連續(xù)性。在分離解算器中，當(dāng)流動(dòng)通過(guò)速度入口邊界條件流出流場(chǎng)時(shí)，F(xiàn)LUENT在邊界條件中使用速度垂

42、直于出口區(qū)域的速度分量。它不使用任何你所輸入的其它的邊界條件。除了垂直速度分量之 外的所有流動(dòng)條件，都被假定為逆流的單元。在耦合解算器中，如果流動(dòng)流出邊界處的任何表面的區(qū)域，那一表面就會(huì)被看成壓 力出口 這一壓力為OUtfIOW GaUge P ressure field中所規(guī)定的壓力。密度計(jì)算入口平面的密度既可以是常數(shù)也可以是溫度、壓力和/或組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)你在入口 條件中輸入的）的函數(shù)。質(zhì)量入口邊界條件該邊界條件用于規(guī)定入口的質(zhì)量流量。為了實(shí)現(xiàn)規(guī)定的質(zhì)量流量中需要的 速度，就 要調(diào)節(jié)當(dāng)?shù)厝肟诳倝?。這和壓力入邊界條件是不同的，在壓力入口邊界條件中，規(guī)定的 是流入駐點(diǎn)的屬性，質(zhì)量流量的變化依賴于

43、內(nèi)部解。當(dāng)匹配規(guī)定的質(zhì)量和能量流速而不是匹配流入的總壓時(shí)，通常就會(huì)使用質(zhì)量入口邊 界條件。比如：一個(gè)小的冷卻噴流流入主流場(chǎng)并和主流場(chǎng)混合，此 時(shí)，主流的流速主要的 由（不同的）壓力入口 /出口邊界條件對(duì)控制。調(diào)節(jié)入口總壓可能會(huì)導(dǎo)致節(jié)的收斂，所以如果壓力入口邊界條件和質(zhì)量入條件都可以接受，你應(yīng)該選擇壓力入邊界條件。在不可壓流中不必使用質(zhì)量入口邊界條件，因?yàn)槊芏仁浅?shù)，速度入邊界條件就 已經(jīng)確定了質(zhì)量流。矢于流動(dòng)邊界條件的概述請(qǐng)參閱流動(dòng)入口和出口 一節(jié)。23/質(zhì)量入口邊界條件的輸入概述質(zhì)量入口邊界條件需要輸入:I質(zhì)量流速和質(zhì)量流量總溫（駐點(diǎn)溫度）I靜壓I流動(dòng)方向I湍流參數(shù)（對(duì)于湍流計(jì)算）I輻射參數(shù)

44、（對(duì)于P-I模型、DTRM或者DO模型的計(jì)算）I化學(xué)組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（對(duì)于組分計(jì)算）。I混合分?jǐn)?shù)和變化（對(duì)于PDE燃燒計(jì)算）。I發(fā)展變量（對(duì)于預(yù)混和燃燒計(jì)算）I離散相邊界條件（對(duì)于離散相計(jì)算）上面的所有值都由質(zhì)量入口面板輸入，它是從邊界條件打開的（見設(shè)定邊 界條件一節(jié)）。FigUre 1:質(zhì)量流動(dòng)入口面板定義質(zhì)量流速度和流量你可以輸入通過(guò)質(zhì)量入口的質(zhì)量流速，然后FLUENT將這個(gè)值轉(zhuǎn)換為質(zhì)量流量，或者 直接指定質(zhì)量流量。如果你設(shè)定規(guī)定的質(zhì)量流速，它將在內(nèi)部轉(zhuǎn)換為區(qū)域上的規(guī)定的統(tǒng)一質(zhì)量 流量，這一區(qū)域由流速劃分。你也可以使用邊界輪廓或者自定義函數(shù)來(lái)定義質(zhì)量流量（不是質(zhì) 量流速）。質(zhì)量流速或者流量的

45、輸入如下：1選擇質(zhì)量流速的方法：質(zhì)量流速或者質(zhì)量流量2如果是質(zhì)量流速（默認(rèn)），在質(zhì)量流速框中輸入規(guī)定的質(zhì)量流速。注意：對(duì)于軸對(duì)稱問(wèn)題，這一質(zhì)量流速是通過(guò)完整區(qū)域（2pradia n）而不是I-radian部分的流速。如果選擇質(zhì)量流量。請(qǐng)?jiān)贛aSS FlUX框中輸入質(zhì)量流量。注意：對(duì)于軸對(duì)稱問(wèn)題，這一質(zhì)量流量是通過(guò)完整區(qū)域(2p -radia n)而不是1-radian部分的流量。定義總溫在質(zhì)量流入口面板中的流入流體的總溫框中輸入總溫(駐點(diǎn)溫度)值。33/定義靜壓 如果入口流動(dòng)是超聲速的，或者你打算用壓力入口邊界條件來(lái)對(duì)解進(jìn)行初 始化，那么你必須指定靜壓（termed the SUPerSOni

46、C/Initial GaUge PreSSUre。）只要流動(dòng)是壓聲速的是FLUENT會(huì)忽略SUPerSOniC/Initial GaUge PreSSUre它 由指定的駐點(diǎn)值來(lái)計(jì)算的域，如果你打算使用壓力入口邊界條件來(lái)初始化解SUPerSOnic/lnitial GaUgePreSSUre是與計(jì)算初始值的指定駐點(diǎn)壓力相聯(lián)系的，計(jì)算初始值的方法有各向同性矢系式 （對(duì)于可壓流）或者貝努力方程（對(duì)于不可壓流）。因此，對(duì)于壓聲速入口，它是在矢于入馬赫數(shù)（可壓流）或者入速度不可壓流）合 理的估計(jì)之上設(shè)定的。需要記住的是這個(gè)靜壓和你在操作條件面板中的操作壓力是相矢的。請(qǐng)參閱有矢于壓力輸入和靜壓頭相尖輸入的

47、解釋。定義流動(dòng)方向你可以在壓力入口明確的定義流動(dòng)的方向，或者定義流動(dòng)垂直于邊界。對(duì)于使用分離解 算器計(jì)算移動(dòng)區(qū)域問(wèn)題，流動(dòng)方向?qū)⑹墙^對(duì)速度或者相對(duì)于網(wǎng)格相對(duì)速度，這取決于解算器面 板中的絕對(duì)速度公式是否被激活。對(duì)于耦合解算器，流動(dòng)方向通常是絕對(duì)坐標(biāo)系中的。定義流動(dòng)方向的步驟如下，總結(jié)請(qǐng)參考概述中的FigUre 1。1在方向指定下拉菜單中選擇指定流動(dòng)方向的方法，或者是方向矢量或者是垂直于邊 界。2如果你在第一步中選擇垂直于邊界，并且是在模擬軸對(duì)稱渦流，請(qǐng)輸入流動(dòng)適當(dāng)?shù)那?向速度，如果你選擇垂直于邊界并且你的流動(dòng)是二維或者三維軸對(duì)稱渦流，那就不需要流動(dòng)方 向上的其它的附加輸入了。3.如果第一步中你

48、選擇指定方向矢量，并且你的幾何外形是3維的，你就需要選擇定義矢量分量的坐標(biāo)系統(tǒng)。在坐標(biāo)系下拉菜單中選擇笛卡爾（X, Y, Z坐標(biāo)，柱坐標(biāo)（半徑，切線和軸），或者局部柱坐標(biāo)。X, Y和（在三維問(wèn)I如果是二維非軸對(duì)稱問(wèn)題或者三維問(wèn)題，你需要定義流動(dòng)題中）Z三個(gè)分量的大小。I如果是二維軸對(duì)稱問(wèn)題，請(qǐng)輸入流動(dòng)方向的徑向、軸向和切向的三個(gè)分量值。定義湍流參數(shù)對(duì)于湍流計(jì)算，有幾種定義湍流參數(shù)的方法。至于選取哪種方法以及相矢的輸入值請(qǐng)參 閱確定湍流參數(shù)一節(jié)。湍流模型的相矢內(nèi)容請(qǐng)參閱湍流模型一章。定義輻射參數(shù)如果你打算使用P-I輻射模型、DTRM或者Do模型，你就需要設(shè)定內(nèi)部發(fā)散率以及 （可選）黑體溫度。詳情

49、請(qǐng)參閱設(shè)定邊界條件一節(jié)（ROSSeIa nd不需要任何邊界條件的輸入）。定義組分質(zhì)量百分比如果你是用有限速度模型來(lái)模擬組分輸運(yùn)，你就需要設(shè)定組分質(zhì)量百分比。詳情請(qǐng)參閱 組分邊界條件的定義。定義PDF混合分?jǐn)?shù)參數(shù)如果你用PDF模型模擬燃燒，你就需要設(shè)定平均混合分?jǐn)?shù)以及混合分?jǐn)?shù)變化（如果你是 用兩個(gè)混合分?jǐn)?shù)就還包括二級(jí)平均混合分?jǐn)?shù)和二級(jí)混合分?jǐn)?shù)變化）。具體情況如第三步定義邊 界條件所述。定義預(yù)混和燃燒邊界條件 如果使用與混合燃燒模型，你就需要設(shè)定發(fā)展變量。請(qǐng)見發(fā)展變量的邊界條件設(shè)定。定義離散相邊界條件如果你是在模擬粒子的離散相，你就可以在速度入口設(shè)定粒子軌道詳情請(qǐng)參閱離散向模 型的邊界設(shè)定。質(zhì)量流

50、入口邊界的默認(rèn)設(shè)定質(zhì)量入口邊界條件的默認(rèn)設(shè)定（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位）為：MaSS FIOW-RatelTOtal TemPeratUre300SUPerSOniC/Initial GaUge PreSSUreOX-COmPOnent Of FIOW DireCtiOnlY-COmPOnent Of FlOW DireCtiOnOZ-COmPOnent Of FlOW DireCtiOnOTUrb. KinetiC Energy1Turb. DiSSiPatiOn Ratel質(zhì)量流入口邊界的計(jì)算程序?qū)θ肟趨^(qū)域使用質(zhì)量入口邊界條件，該區(qū)域的每一個(gè)表面的速度被計(jì)算出來(lái)，并且這一 速度用于計(jì)算流入?yún)^(qū)域的相矢解

51、變量的流量。對(duì)于每一步迭代，調(diào)節(jié)計(jì)算速度以便于保證正確 的質(zhì)量流的數(shù)值。你需要使用質(zhì)量流速、流動(dòng)方向、靜壓以及總溫來(lái)計(jì)算這個(gè)速度。有兩種指定質(zhì)量流速的方法。第一種方法是指定入口的總質(zhì)量流速m （dot）。第二種方法是指定質(zhì)量流量rv （每個(gè)單位面積的質(zhì)量流速）。如果指定總質(zhì)量 流速，F(xiàn)LUENT會(huì)在內(nèi)部通過(guò)將總流量除以垂直于流向區(qū)域的總?cè)朊娣e得到統(tǒng)一質(zhì)量流 且里如果使用直接質(zhì)量流量指定選項(xiàng)，可以使用輪廓文件或者自定義函數(shù)來(lái)指定邊界處的各種質(zhì)量流量。一旦在給定表面的rV值確定了，就必須確定表面的密度值r,以找到垂直速度VO密度獲取的方法依賴于所模擬的是不是理想氣體。下面檢查了各種情況：理想氣體的

52、質(zhì)量流邊界的流動(dòng)計(jì)算如果是理想氣體，要用下式計(jì)算密度：如果入口是超音速,所使用的靜壓是設(shè)為邊界條件靜壓值。如果是亞音速靜壓是從入表 面單元內(nèi)部推導(dǎo)出來(lái)的。入口的靜溫是從總焙推出的，總焙是從邊界條件所設(shè)的總溫推出的。入口的密度是從理想氣體定律，使用靜壓和靜溫推導(dǎo)出來(lái)的。不可壓流動(dòng)的質(zhì)量流邊界的流動(dòng)計(jì)算如果是模擬非理想氣體或者液體，靜溫和總溫相同。入口處的密度很容易從溫度函數(shù)和 （可選）組分質(zhì)量百分比計(jì)算出來(lái)的。速度用質(zhì)量入口邊界的計(jì)算程序中的方程計(jì)算出。質(zhì)量流邊界的流量計(jì)算要計(jì)算所有變量在入口處的流量，流速V和方程中變量的入值一起使用。例如，質(zhì)量流量為r V,湍流動(dòng)能的流量為r k V。這些流量

53、用于邊界條件來(lái) 計(jì)算解過(guò)程的守恒方程。進(jìn)氣口邊界條件進(jìn)氣口邊界條件用于模擬具有指定損失系數(shù)、流動(dòng)方向以及環(huán)境（入口）壓力和溫度的 進(jìn)氣口。進(jìn)氣口邊界的輸入進(jìn)氣口邊界需要輸入：I總壓即駐點(diǎn)壓力I總溫即駐點(diǎn)溫度。I流動(dòng)方向I靜壓I湍流參數(shù)（對(duì)于湍流計(jì)算）I輻射參數(shù)（對(duì)于P-I模型、DTRM或者DO模型的計(jì)算）I化學(xué)組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（對(duì)于組分計(jì)算）。I混合分?jǐn)?shù)和變化（對(duì)于PDE燃燒計(jì)算）。I發(fā)展變量（對(duì)于預(yù)混和燃燒計(jì)算）。I離散相邊界條件（對(duì)于離散相計(jì)算）I二級(jí)相的體積分?jǐn)?shù)（對(duì)于多相流計(jì)算）I損失系數(shù)上面的所有值都由進(jìn)氣口面板輸入，它是從邊界條件打開的（見設(shè)定邊界條件一節(jié)）。上面的前十一項(xiàng)的設(shè)定和壓力

54、入邊界的設(shè)定一樣。下面介紹一下?lián)p失系 數(shù)的設(shè)定：FigUre 1:進(jìn)氣面板指定損失系數(shù)FLUENT中的進(jìn)氣口模型，進(jìn)氣口假定為無(wú)限薄，通過(guò)進(jìn)氣口的壓降假定和流體的動(dòng)壓 成比例，并以經(jīng)驗(yàn)公式確定你所應(yīng)用的損失系數(shù)。也就是說(shuō)壓降D P和通過(guò)進(jìn)氣口速度的垂直 分量的尖系為：其中r是流體密度，k_L為無(wú)量綱的損失系數(shù)。注意：DP是流向壓降，因此即使是在回流中，進(jìn)氣口都會(huì)出現(xiàn)阻力。你可以定義通過(guò)進(jìn)氣口的損失系數(shù)為常量、多項(xiàng)式、分段線性函數(shù)或者垂向速度的分段 多項(xiàng)式函數(shù)。定義這些函數(shù)的面板和定義溫度相矢屬性的面板相同，詳情請(qǐng)參閱使用溫度相矢 函數(shù)定義屬性一節(jié)。進(jìn)氣扇邊界條件進(jìn)氣扇邊界條件用于定義具有特定壓

55、力跳躍、流動(dòng)方向以及環(huán)境（進(jìn)氣）壓力和溫度 的外部進(jìn)氣扇流動(dòng)。進(jìn)氣扇邊界的輸入進(jìn)氣扇邊界需要輸入：I總壓即駐點(diǎn)壓力I總溫即駐點(diǎn)溫度。I流動(dòng)方向I靜壓I湍流參數(shù)（對(duì)于湍流計(jì)算）I輻射參數(shù)（對(duì)于P-I模型、DTRM或者DO模型的計(jì)算）I化學(xué)組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（對(duì)于組分計(jì)算）。I混合分?jǐn)?shù)和變化（對(duì)于PDE燃燒計(jì)算）。I發(fā)展變量（對(duì)于預(yù)混和燃燒計(jì)算）。I離散相邊界條件（對(duì)于離散相計(jì)算）I二級(jí)相的體積分?jǐn)?shù)（對(duì)于多相流計(jì)算）I壓力跳躍上面的所有值都由進(jìn)氣扇面板輸入，它是從邊界條件打開的（見設(shè)定邊界條件一節(jié)）。上面的前十一項(xiàng)的設(shè)定和壓力入邊界的設(shè)定一樣。下面介紹一下壓力跳 躍的設(shè)定：FigUre 1 :進(jìn)氣扇面

56、板指定壓力跳躍所有的進(jìn)氣扇都被假定為無(wú)限薄，通過(guò)它的非連續(xù)壓升被指定為通過(guò)進(jìn)氣扇速度的函 數(shù)。在倒流的算例中，進(jìn)氣扇被看成類似于具有統(tǒng)一的損失系數(shù)的出氣口。你可以定義通過(guò)進(jìn)氣扇的壓力跳躍為常量、多項(xiàng)式、分段線性函數(shù)或者垂向速度的分段 多項(xiàng)式函數(shù)。定義這些函數(shù)的面板和定義溫度相矢屬性的面板相同，詳情請(qǐng)參閱使用溫度相矢 函數(shù)定義屬性一節(jié)。壓力出口邊界條件壓力出口邊界條件需要在出口邊界處指定靜（gauge）壓。靜壓值的指定只用于壓聲速 流動(dòng)。如果當(dāng)?shù)亓鲃?dòng)變?yōu)槌曀?，就不再使用指定壓力了，此時(shí)壓力要從內(nèi)部流動(dòng)中推斷。所 有其它的流動(dòng)屬性都從內(nèi)部推出。在解算過(guò)程中，如果壓力出口邊界處的流動(dòng)是反向的，回流條件也需要指定。如果對(duì)于 回流問(wèn)題你指定了比較符合實(shí)際的值，收斂性困難就會(huì)被減到最小。FLUENT還提供了使用輻射平衡出口邊界條件，詳情請(qǐng)參閱定義靜壓一節(jié)。矢于流動(dòng)邊界的概述請(qǐng)參閱流動(dòng)入和出一節(jié)。壓力出口邊界的輸入概述壓力出口邊界條件需要輸入：I靜壓I回流條件I總溫即駐點(diǎn)溫度（用于能量計(jì)算）。I湍流參數(shù)（對(duì)于湍流計(jì)算）I化學(xué)組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（對(duì)于組分計(jì)算）。I混合分?jǐn)?shù)和變化（對(duì)于PDE燃燒計(jì)算）。I發(fā)展變量（對(duì)于預(yù)混和燃燒計(jì)算）。I二級(jí)相的體積