會計學1邊界條件的設定邊界條件——WhyandWhat為了獲得物理問題（各種微分方程）的唯一解，必須對計算域邊界設定各種參數值.如各種通量（熱通量、質量通量）、運動狀況等.邊界條件內容:定義邊界條件的位置信息(如進口、固體壁面、對稱位置面)確定邊界上的各種參數信息邊界條件的具體內容和計算中采用的物理模型、邊界條件的類型密切相關.必須仔細確定邊界條件的參數 直接影響了求解過程和所得到的結果.第1頁/共26頁FuelAirCombustorWallManifoldbox1123Nozzle分析流程1.來流條件均勻性非預混模型考慮混合效果2.噴嘴進口非預混模型參數要求高3.噴嘴出口預混模型參數要求高第2頁/共26頁基本原則設定在流體的進、出口可以有利于收斂.在垂直于邊界上不應該存在很大的參數梯度.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.21第3頁/共26頁基本的邊界類型外部面一般:Pressureinlet,Pressureoutlet不可壓:Velocityinlet,Outflow可壓:

Massflowinlet,Pressurefar-field特殊:Inletvent,outletvent,intakefan,exhaustfan其它:Wall,Symmetry,Periodic,Axis單元、區域FluidandSolid相交面Fan,Interior,PorousJump,Radiator,WallsinletoutletwallinteriorOrifice_plate

andorifice_plate-shadow第4頁/共26頁基本流程GambitBoundaryTypeFluidTypeFluentSolverSelectBoundarySetParameters第5頁/共26頁邊界條件的定義——Solver選擇求解器正對求解器選擇不同的邊界條件定義器第6頁/共26頁邊界條件的定義——SpecifyType選擇邊界對應的幾何體默認值：面選擇邊界的類型.鼠標直接選取.對定義好的邊界可以再操作更改、刪除.第7頁/共26頁邊界條件的定義——SpecifyType選擇邊界對應的幾何體默認值：體選擇邊界的類型.鼠標直接選取.對定義好的邊界可以再操作更改、刪除.第8頁/共26頁邊界條件的定義——Define在Fluent中定義邊界條件的具體值各種邊界條件的參數可以重新定義邊界類型第9頁/共26頁重新定義邊界條件一般邊界條件在預處理軟件中定義.可以在Fluent中更改:Define

BoundaryConditions...選擇要更改的幾何體從Type中選擇新的類型.第10頁/共26頁給定邊界條件參數在BCpanels中直接賦值.給選定的邊界設定:從Zone菜單中選擇邊界.點擊Set按鈕利用Copy按鈕可以復制邊界條件.邊界條件的內容可以存盤，也可以讀入.filewrite-bcandfileread利用UDFsandProfiles可以定義復雜的邊界條件第11頁/共26頁VelocityInlet定義類型:Magnitude,NormaltoBoundaryComponentsMagnitudeandDirection默認值為均勻流動適用于incompressibleflows.Staticpressure相應分布.Totalpressure同樣用于compressibleflows將有可能導致非物理解.速度設定為負值時，可以用來表示出口.但是必須要保證流量平衡.第12頁/共26頁PressureInlet(1)參數確定:TotalGaugePressure驅使流體運動的能量.StaticGaugePressure超音速流動時靜壓;亞音速時忽略從該邊界初始化時有用TotalTemperature對于不可壓流作為靜溫.InletFlowDirectionIncompressibleflows:Compressibleflows:第13頁/共26頁PressureInlet(2)注意的是Gaugepressure必須給定.

Operatingpressure定義:DefineOperatingConditions同時適用compressible和incompressibleflows.Fluent計算時采用staticpressureandvelocity通過壓力面的通量由內部條件和流動方向決定.

可以被用作模擬“Free”面.第14頁/共26頁MassFlowInlet參數確定:(a)MassFlowRateor(b)MassFlux(a)給定恒定的流量(b)利用profiles/UDF定義StaticGaugePressure超音速有效該邊界初始化有效.TotalTemperature對于不可壓流動為靜溫.InletFlowDirection一般用于compressible;也可用于incompressibleflows.Totalpressure由輸入變量求得.和pressureinlet相比.收斂性差第15頁/共26頁PressureOutlet給定staticgaugepressure作為出口處的環境壓力.可以定義徑向的壓力分布.Backflow收斂過程出現最終結果如此.方向是垂直于邊界.適用于compressible和incompressibleflows在超音速條件下，忽略所給定的壓力值.可以被用來模擬自由流.第16頁/共26頁Outflow不需指定任何速度和壓力信息.由內部區域來傳遞信息.邊界上保持流量平衡.在Outflow面上所有參數梯度為零近似于充分發展流適用于incompressibleflows.不能和PressureInlet合用;入口只能是velocityinlet.不能用來模擬密度隨時間變化的問題.當存在回流時，很難收斂不能模擬最終結果存在回流的物理問題.第17頁/共26頁可以利用PressureOutlet和Outflowboundaries.PressureOutletsOutflow:出口流量定義如下:mi=FRWi/FRWiwhere0<FRW<1.

FRW為1表示均勻分布多通道出口pressure-inlet(p0,T0)pressure-outlet(ps)2velocity-inlet(v,T0)pressure-outlet(ps)1orFRW2velocityinletFRW1第18頁/共26頁其它的邊界條件PressureFarField模擬idealgaslaw下的流動.通常給定free-streamMachnumber和靜態參數.ExhaustFan/OutletVent給定壓力損失系數（壓力降）以及環境參數InletVent/IntakeFan模擬風扇運動.給定壓力損失系數（壓力降）以及環境參數第19頁/共26頁WallBoundaries速度：無滑移切向速度和固壁面速度相等.法向速度為零可以定義壁面剪切力.熱邊界:幾種不同的條件包括定義壁面厚度.定義運動的壁面.第20頁/共26頁SymmetryandAxisBoundariesSymmetryBoundary簡化計算量.不需任何參數.計算域和幾何形狀必須對稱:對稱面上法向速度為零所有的變量法向梯度為零AxisBoundary模擬二維軸對稱問題.不需任何參數.symmetryplanes第21頁/共26頁PeriodicBoundaries減小計算量.計算域為周期性運動區域.周期性旋轉:周期面上p=0.周期性平動:在周期面上允許有限的p.

模擬充分發展流.在Gambit中預先定義為translational.Translationallyperiodicplanes2DtubeheatexchangerflowRotationallyperiodicplanes第22頁/共26頁區域定義:FluidFluidzone=求解的流體計算域.確定Fluidmaterial.