fluent边界条件1

对于可压流体为：

???12?p0?ps?1?M?2??????1?

其中：p_0 =总压

p_s = 静压 M = 马赫数

c = 比热比(c_p/c_v)

如果模拟轴对称涡流，方程1中的v包括了旋转分量。如果相邻区域是移动的（即：如果使用旋转参考坐标系，多重参考坐标系，混合平面或者滑移网格），而且你是使用分离解算器。那么方程1中的速度（或者方程3中的马赫数）将是绝对的，或者相对与网格速度。这依赖于解算器面板中绝对速度公式是否激活。对于耦合解算器，方程1中的速度（或者方程3中的马赫数）通常是在绝对坐标系下的速度。

定义流动方向

你可以在压力入口明确的定义流动的方向，或者定义流动垂直于边界。如果你选择指定方向矢量，你既可以设定笛卡尔坐标x, y,和z的分量，也可以设(圆柱坐标的)半径，切线和轴向分量。对于使用分离解算器计算移动区域问题，流动方向将是绝对速度或者相对于网格相对速度，这取决于解算器面板中的绝对速度公式是否被激活。对于耦合解算器，流动方向通常是绝对坐标系中的。

定义流动方向的步骤如下，总结请参考Figure 1。

1. 在方向指定下拉菜单中选择指定流动方向的方法，或者是方向矢量或者是垂直于边界。 2. 如果你在第一步中选择垂直于边界，并且是在模拟轴对称涡流，请输入流动适当的切向

速度，如果不是模拟涡流就不需要其它的附加输入了。 3. 如果第一步中你选择指定方向矢量，并且你的几何外形是3维的，你就需要选择定义矢

量分量的坐标系统。在坐标系下拉菜单中选择笛卡尔(X, Y, Z)坐标，柱坐标（半径，切线和轴），或者局部柱坐标。

? 笛卡尔坐标系是基于几何图形所使用的笛卡尔坐标系。

? 柱坐标在下面的坐标系统的基础上使用轴、角度和切线三个分量。

? 对于包含一个单独的单元区域时，坐标系由旋转轴和在流体面板中原来的指定来定义。 ? 对于包含多重区域的问题（比如多重参考坐标或滑动网格），坐标系由流体（固体）面

板中为临近入口的流体（固体）区域的旋转轴来定义。 对于上述所有柱坐标的定义，正径向速度指向旋转轴的外向。正轴向速度和旋转轴矢量的方向相同，正切向方向用右手定则来判断。参阅下图一目了然。

Figure 1: 在二维、三维和轴对称区域的柱坐标速度分量

当地柱坐标系统允许你对特定的入口定义坐标系，在压力入口面板中你就可以定义该坐标系统。如果你对于不同的旋转轴有几个入口，那么当地坐标系会很有用的。 4. 如果你在第一步中指定方向矢量，用如下的方法定义矢量分量：

? 如果是二维非对称图形或者你在第三步中选择矢量分量，请输入适当的X, Y, 和(in 3D)

Z分量。

? 如果是二维轴对称图形或者第三部分选择了柱坐标，请输入适当的半径，角度以及切线

方向的分量。

? 如果使用当地柱坐标系，请输入适当的半径，角度以及切线方向的分量，并指定轴向的

X, Y,和Z向分量，以及坐标起点的坐标。 图一就是各个坐标系统的矢量分量。

定义静压

如果入口流动是超声速的，或者你打算用压力入口边界条件来对解进行初始化，那么你必须指定静压(termed the Supersonic/Initial Gauge Pressure)。

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。

只要流动是压声速的，FLUENT会忽略Supersonic/Initial Gauge Pressure，它是由指定的驻点值来计算的。如果你打算使用压力入口边界条件来初始化解域，Supersonic/Initial Gauge Pressure是与计算初始值的指定驻点压力相联系的，计算初始值的方法有各向同性关系式（对于可压流）或者贝努力方程（对于不可压流）。因此，对于压声速入口，它是在关于入口马赫数（可压流）或者入口速度（不可压流）合理的估计之上设定的。

定义湍流参数

对于湍流计算，有几种方法来定义湍流参数。至于哪种方法合适请参阅决定湍流参数一节。湍流模型是在“湍流模型”一章中介绍

定义辐射参数

如果你打算使用P-1辐射模型、DTRM或者DO模型，你就需要设定内部发散率以及（可选）黑体温度。详情请参阅设定边界条件一节(Rosseland不需要任何边界条件的输入)。

定义组分质量百分比

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 Pressure 0

Supersonic/Initial Gauge Pressure 0 Total Temperature 300

X-Component of Flow Direction 1 Y-Component of Flow Direction 0 Z-Component of Flow Direction 0 Turb. Kinetic Energy 1 Turb. Dissipation Rate 1

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：p0?ps?12?v。2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：

??p0p???12??p0??1?M?p??p2??s0p其中马赫数定义为：

???1?

M?vv? c?RTs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：??p?s?p0p??RTs。

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：

T0??12?1?M。 Ts2速度入口边界条件

速度入口边界条件用于定义流动速度以及流动入口的流动属性相关标量。在这个边界条件中，流动总的（驻点）的属性不是固定的，所以无论什么时候提供流动速度描述，它们都会增加。

这一边界条件适用于不可压流，如果用于可压流它会导致非物理结果，这是因为它允许驻点条件浮动。你也应该小心不要让速度入口靠近固体妨碍物，因为这会导致流动入口驻点