FLUENT中的各種壓力關系—壓力邊界


上次談過不可壓縮流動中速度入口,自由出口邊界組合的計算模型內各種壓力關系,本次采用相同的模型,不過使用壓力邊界。

FLUENT中壓力邊界包括壓力入口邊界及壓力出口邊界。

入口:壓力入口,總壓500Pa

出口:壓力出口,靜壓0Pa

其他條件保持不變。

1、進出口流量統計

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圖 1 流量統計

利用Report中的Flux進行流量統計,如圖1所示,可以看出,在不可壓縮流動中,進出口流量是守恒的。

2、各種壓力統計

利用Report中的Surface Integral進行壓力統計,這里取Area-Weighted Average

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圖 2 壓力統計

2為各種壓力統計,從圖中的數據可以得出以下結論:

1)入口設置的是總壓,但靜壓不為0,出口設置的靜壓為0,統計得出的靜壓與設置值一致。

2)入口與出口動壓基本保持一致,由于流量守恒,所以出口與入口平均速度保持一致,它們的細微差別在于出口位置速度分布不一致所造成,近似可認為它們一致。

3)入口總壓統計值為500Pa,與輸入值保持一致。出口總壓358.87Pa,與入口總壓并不一致,因此在不可壓流動問題中,流量守恒,總壓不守恒。

4)絕對壓力值=靜壓值+參考壓力值101325

5)總壓=靜壓+動壓。

3、進出口平均速度

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圖 3 速度統計

從圖3所示的速度統計可以看出,進出口速度值相同(因為流量守恒)。

4、考察整個計算域

計算域內總壓不守恒,因為計算中考慮了粘性,粘性力會導致能量損失。下面將粘性模型改為無粘流Inviscid,如圖4所示。

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圖 4 無粘流動

無粘計算的總壓統計結果如圖5所示。

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圖 5 無粘計算總壓統計

從圖5可以看出,采用無粘模型計算,進出口總壓是守恒的,圖中數值上的細微差別是由于誤差所造成。

統計速度值,如圖6所示,可以看出,不管是否考慮粘性力,速度(或流量)始終是守恒的。

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圖 6 速度統計

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以上分析均為不可壓縮流動,下次考察可壓流動中的壓力流量關系。

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