靜壓static pressure
關注創建者：。_2524 創建時間：2019-03-17
靜壓static pressure的實例教程
如果確定選擇壓力邊界，除了設置流體水深和流體率外，需要注意兩個方面：
1、駐壓條件stagnation pressure是否需要勾選
2、該使用絕對壓力還是相對壓力
該圖來自案例文件Flow Over a Weir中上游邊界的設定條件
現對其解析如下：
（一）
對不可壓縮的液體，由Bernoulli方程簡化可得
式中，P 為靜壓（static pressure），為動壓（dynamic pressure），P0 為總壓或駐壓（stagnation pressure ）。
在 flow3d 中，對駐壓和靜壓選擇并非通過該公式進行相互轉化，而是應該從物理意義上理解二者的區別。
駐壓理論上為駐點處的壓力，液體質點達到駐點后，停滯不前，壓力在此處有很大的變化。在 flow3d 中，駐壓限定了上游邊界的流速為 0。雖然在數值上，駐壓和靜壓大小相同，但從物理意義的角度，需要選擇駐壓條件。
對靜壓來說，flow3d 中限定了選擇靜壓的條件為：邊界法向流速的導數為 0。
總體而言，駐壓邊界相比靜壓邊界應用范圍更廣。
舉例說明：
有一簡單管道，進口端與水庫相接，管中水流為恒定流。
如果計算區域的上游邊界選擇在管道的進口，則相對于水庫來說，管道進口可以看作駐點，因此，上游邊界應該選擇駐壓邊界。
如果計算區域的上游邊界選擇在管道的內部，遠離進口的位置，這時，管道內的上游邊界顯然則不能看作駐點，應該選擇靜壓邊界。
同一案例中，如果將上游邊界選擇在水庫中，由于上游水庫斷面面積很大，行進流速接近于 0，即上游邊界流速為 0，因此，也應該選擇勾選駐壓條件。
展開 在Fluent中靜壓的英文名稱為static pressure，在CFX中，pressure就是指的靜壓。
動壓（dynamic pressure）是與速度有關的，其概念源于伯努利方程。其值為密度與速度平方的乘積的一半(0.5ρv2)。因此很容易得知：在不可壓流動中，速度越大的位置，則動壓越大。
總壓（total pressure）是靜壓與動壓的和。
Total Pressure（總壓）=Static Pressure（靜壓）+Dynamic Pressure（動壓）
在Fluent中，靜壓和表壓相同，只是表述方式不同。
5. 設定操作壓力時需要注意的事項如下：
1). 對于不可壓縮理想氣體的流動，操作壓力的設定直接影響流體密度的計算，因為對于理想氣體而言，流動的密度由理想氣體方程獲得，理想氣體方程中的壓力為操作壓力。
2). 對于低馬赫數的可壓縮流動而言，相比絕對靜壓，總壓降是很小的，因此其計算精度很容易受到數值截斷誤差的影響。需要采取措施來避免此誤差的形成，ANSYS FLUENT通過采用表壓（由絕對壓力減去操作壓力）的形式來避免截斷誤差的形成，操作壓力一般等于流場中的平均總壓。
3). 對于高馬赫數可壓縮流動的求解而言，因為此時的壓力比低馬赫可壓縮流動的大得多，所以求解過程中的截斷誤差的影響不大，可以不設定表壓。由于ANSYS FLUENT中所有需輸入的壓力都為表壓，因此此時可以將操作壓力設定為0（這樣可以最小化由于壓力脈動而引起的誤差），使表壓與絕對壓力相等。
4). 如果密度設定為常數或者其值由通過溫度變化的函數獲得，操作壓力并沒有在計算密度的過程中被使用。
5). 默認的操作壓力為101325Pa。
操作壓力的設定主要基于兩點考慮，一是流動馬赫數的大小，二是密度計算方法。
6.
展開 四、壓力出口邊界條件（pressure-outlet）
給定出口的靜壓（表壓）。該邊界條件只能用于模擬亞音速流動。如果當地速度已經超過音速，則該壓力在計算過程中就不采用了。壓力根據內部流動計算結果給定。其它量都是根據內部流動外推出邊界條件。該邊界條件可以處理出口有回流問題，合理的給定出口回流條件，有利于解決有回流出口問題的收斂困難問題。
出口回流條件需要給定：出口靜壓，回流總溫（如果有能量方程），湍流參數（湍流計算），回流組分質量分數（有限速率模型模擬組分輸運），混合物質量分數及其方差（PDF計算燃燒）。如果有回流出現，給的表壓將視為總壓，所以不必給出回流壓力。回流流動方向與出口邊界垂直。
在出口壓力邊界條件給定中，需要給定出口靜壓（表壓）。當然，該壓力只用于亞音速計算。如果局部變成超音速，則根據前面來流條件外推出口邊界條件。需要特別指出的是，這里的壓力是相對于前面給定的工作壓力。
FLUENT給出了徑向平衡出口邊界條件供大家選擇（適用于三維和軸對稱有旋流動）。這時候，只有在半徑很小的區域使用給定的靜壓邊界條件，其它地方，假定徑向速度可以忽略而計算得到，壓力梯度為：
即使是周向旋轉速度為零，該邊界條件也可以用。
五、壓力遠場邊界條件（pressure-far-field）
如果知道來流的靜壓和馬赫數，FLUENT提供了的壓力遠場邊界條件來模擬該類問題。該邊界條件只適合用理想氣體定律計算密度的問題，而不能用于其它問題。為了滿足壓力遠場條件，需要把邊界放到我們關心區域足夠遠的地方。
給定邊界靜壓和溫度及馬赫數。可以是亞音速，跨音速或者超音速。并且需要給定流動方向，如果有需要還必須給定湍流量等等參數。
壓力遠場邊界條件是一種不反射邊界條件。對于流動為亞音速流動問題，對于來波和流出波，有兩個Riemann不變量。
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壓力進口條件需要輸入的主要參數：
l 總壓；Total (stagnation) pressure
l 總溫；Total (stagnation) temperature
l 流動方向；Flow direction
l 靜壓；Static pressure
l 湍流參數（用于湍流計算）；Turbulence parameters (for turbulent
靜壓、動壓和總壓的概念
靜壓（static pressure）就是真實壓力與操作壓力的差值。靜壓是一種以操作壓力為參考值的相對壓力。在Fluent中靜壓的英文名稱為static pressure，在CFX中，pressure就是指的靜壓。
動壓（dynamic pressure）是與速度有關的，其概念源于伯努利方程。其值為密度與速度平方的乘積的一半(0.5ρv2)。
static pressure），為動壓（dynamic pressure），P0 為總壓或駐壓（stagnation pressure ）。
