Fluent邊界
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-04-11
Fluent邊界的視頻教程
FLUENT中關(guān)于邊界和域的操作（分割、合并邊界或域）
以FLUENT19.2演示，關(guān)于邊界和域的操作，如分割、合并邊界或域。 該視頻可與以下帖子一起閱覽。 FLUENT中關(guān)于邊界和域的操作 https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1197092
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Hypermesh_Fluent噴嘴及其外流場氣液兩相流VOF模型六面體網(wǎng)格劃分過程
01使用SolidWorks創(chuàng)建噴嘴及外流場幾何模型 02將幾何模型導(dǎo)入Hypermesh中 03然后在Hypermesh中劃分噴嘴及其外流場氣液兩相流VOF模型六面體網(wǎng)格 04設(shè)置Fluent要求的邊界層：入口、出口、壁面、對稱面等 05將模型導(dǎo)出case文件 06附件帶有設(shè)置好的fluent邊界條件case文件，導(dǎo)入fluent可直接求解，已經(jīng)設(shè)置好邊界條件可參考
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Fluent邊界的實例教程
邊界條件概述</strong></p><p> </p><p><strong>1.1 邊界條件概念</strong></p><p><br></p><p>邊界條件說白了就是求解微分方程的某些附加條件，這些附加條件對計算邊界做出了要求，比如某個邊界溫度必須為500K，Fluent求解時必須首先滿足這些要求。</p><p><br></p><p>求解任何微分方程都需要給定兩類條件才能求出定解，一類是邊界條件，另一類就是初始條件。</p><p><br></p><p>Fluent恰巧需要用戶給出這兩類條件(實際上任何數(shù)值軟件如Matlab都需要給出這兩類條件)。</p><p><br></p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZy9N2FhkJ4HWNaJA2DPQMlmMoksqiarYia3g2gcIFcX69xUNVFYkus6YERyYGMtlNO7wqAAbgQy3UY9Q/640?wx_fmt=png"> </p><p><br></p><p><strong>1.2 Fluent邊界條件</strong></p><p><br></p><p>Fluent邊界條件類型非常非常豐富，僅僅針對進(jìn)出口邊界，Fluent就提供了12種邊界條件類型。
展開 在前處理軟件中設(shè)置了interface，導(dǎo)入到fluent中若沒有設(shè)定grid interface，則在網(wǎng)格檢查中依然會報錯，不過設(shè)定了interface對之后再檢查的話，錯誤提示會消失。
其實我個人的建議是，在gambit中只指定名稱而不指定邊界類型，具體的類型到fluent中再修改。當(dāng)然修改中還是要遵循上面的規(guī)則的。單面類型的邊界一定只能應(yīng)用于外邊界，雙面類型區(qū)域只能用于計算域內(nèi)部。
ANSYS Fluent 邊界條件outflow自由出口的介紹及使用。
一、outflow簡介
當(dāng)出口壓力與速度均未知時，可以使用Outflow邊界條件。該邊界通常無需定義任何物理參數(shù)，Fluent利用計算域內(nèi)部信息通過數(shù)值外插獲取該邊界上的物理量分布。
Fluent將outflow邊界視作充分發(fā)展邊界，假設(shè)該邊界上的流動滿足充分發(fā)展流動假設(shè)。充分發(fā)展的流動是流動速度分布(和/或其他性質(zhì)的分布，如溫度)在流動方向上不變的流動。需要注意的是，在Outflow邊界上只有法向方向的擴散通量為零，切向方向依然可以存在梯度。
二、使用限制
入口為壓力入口時，不可以使用outflow，此時應(yīng)該使用壓力出口；
outflow邊界不能用于可壓縮流動，不可壓縮流動最好用壓力出口；
在不可壓縮的情況下，歐拉模型或混合多相模型可以使用outflow邊界。但如果出口可能產(chǎn)生回流，或流場在出口位置非充分發(fā)展時，通常使用壓力出口邊界。
三、使用說明
在完全展開的流中，流出邊界條件是遵循的，其中出口方向上所有流動變量的擴散通量為零。但是，也可以在流動尚未完全展開的物理邊界處定義流出邊界，如果出口處的零擴散通量假設(shè)預(yù)計會對流動解決方案產(chǎn)生很小的影響，則可以放心使用。
位置A作為Outflow邊界通常會計算不收斂，計算結(jié)果通常是無效的。因為該位置存在嚴(yán)重的流動回流，通過該邊界的質(zhì)量流量是不確定的。此時應(yīng)當(dāng)使用壓力出口邊界；
位置B位于后向臺階再循環(huán)再附點附近。在該位置使用Outflow邊界是不合適的。該位置垂直于出口平面的梯度很大，可以預(yù)料到該邊界對上游流場影響較大，因此在該位置選擇Outflow邊界是不合適的；
位置C所示的出口邊界位于流動充分發(fā)展的區(qū)域。
展開 圖7 網(wǎng)格信息
總結(jié)：
（1）本例只是簡要的說明在FLUENT中可以進(jìn)行邊界及區(qū)域切割。雖然可以做，但并不是很方便。
（2）在進(jìn)行前處理時，還是要細(xì)心的進(jìn)行標(biāo)記，畢竟專業(yè)的前處理軟件進(jìn)行邊界標(biāo)定要方便得多（可以直接選擇幾何，而在fluent中并不方便）
（3）有一些操作（比如將interior邊界改變?yōu)閕nterface）需要在TUI中進(jìn)行，具體操作參閱幫助文檔。
求解邊界條件的確定是計算流體力學(xué)中一個非常重要的問題。流場的數(shù)值模擬需在有限區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，因此，在區(qū)域邊界上給定邊界條件時要求在數(shù)學(xué)上滿足適定性，在物理上具有明顯意義。 邊界條件一般是在求解區(qū)域的邊界上，求解的變量隨地點和時間的變化情況。對于Fluent計算，邊界條件的設(shè)置直接影響到計算結(jié)果的精度。
1、邊界條件分類
從應(yīng)用角度來看，fluent中邊界條件分類如下：
（1）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)場邊界條件、質(zhì)量出口、通風(fēng)口、排氣扇；
（2）壁面、repeating, and pole boundaries：壁面，對稱，周期，軸；
（3）內(nèi)部單元區(qū)域：流體、固體( 多孔是一種流動區(qū)域類型)；
（4）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，這意味著它們沒有有限厚度，并提供了流場性質(zhì)的每一步的變化。這些邊界條件用來補充描述排氣扇、細(xì)孔薄膜以及散熱器的物理模型。內(nèi)部表面區(qū)域的內(nèi)部類型不需要你輸入任何東西。)
2、邊界條件面板
邊界條件面板通過以下步驟打開：fluent打開——讀取mesh——選擇Define——Boundary Conditions...，到此面板已經(jīng)打開，見下圖：
通過面板，可以發(fā)現(xiàn)，能夠進(jìn)行以下設(shè)置：邊界類型的更改、邊界條件的給定、以及邊界條件的復(fù)制。
（1）邊界類型的更改
假如我們在前處理軟件中，只是對邊界進(jìn)行了分隔開，而沒有進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)定時，或者原本設(shè)定的邊界條件有誤時，此時，我們可以通過以下操作進(jìn)行更改類型。
首先在Zone中選擇要更改的邊界名，得到下面的示意圖。
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Fluent邊界的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
Fluent邊界的最新內(nèi)容
里面wall邊界的差異，一般只要單位沒弄錯，模型沒亂動都不會有問題
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編輯
點擊下方write映射壓強數(shù)據(jù)，并導(dǎo)出包含壓強數(shù)據(jù)的bdf文件，該文件是nastran的求解文件，但由于其和OPtistruct求解器的文件內(nèi)容格式是一樣的，所以可以直接導(dǎo)入到Hypermesh。
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邊界條件湍流參數(shù)設(shè)置詳解</p><p><br></p><p>注：Supersonic/Initial Gauge Pressure有兩個作用</p><p>1.
Hypermesh聯(lián)合Fluent仿真：教你創(chuàng)建CFD邊界層網(wǎng)格
導(dǎo)言：本教程適合采用Hypermesh作為CFD前處理軟件的新手，主要解決做流體仿真分析時，邊界層網(wǎng)格如何創(chuàng)建，以及內(nèi)部的四面體網(wǎng)格如何創(chuàng)建的問題，不包含求解器分析部分。
目錄：數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)清理、網(wǎng)格劃分、網(wǎng)格導(dǎo)出
1、 數(shù)據(jù)導(dǎo)入
在數(shù)據(jù)導(dǎo)入hypermesh之前確保一些大的清理步驟，比如塊的創(chuàng)建、切割
ANSYS Fluent 邊界條件outflow自由出口的介紹及使用。
一、outflow簡介
當(dāng)出口壓力與速度均未知時，可以使用Outflow邊界條件。該邊界通常無需定義任何物理參數(shù)，F(xiàn)luent利用計算域內(nèi)部信息通過數(shù)值外插獲取該邊界上的物理量分布。
Fluent將outflow邊界視作充分發(fā)展邊界，假設(shè)該邊界上的流動滿足充分發(fā)展流動假設(shè)。
同時，由于不同的軟件對于不同的邊界組合方式處理方法存在差異，需要選擇合適的邊界組合方式（如FLUENT中壓力邊界與outflow邊界相沖，最好不要同時出現(xiàn)，可能導(dǎo)致收斂問題。流量入口邊界收斂要比壓力入口困難）。
2. 檢查物理模型
是否選用了不合適的模型。每一種模型都有一定的使用范圍，使用者需要對這些使用限制有深刻的認(rèn)識才能更好的進(jìn)行選擇。
Hydraulic Diameter：輸入0.0037m
注：湍流邊界具體設(shè)置可查看文章Chapter33
三十三、Fluent邊界條件湍流參數(shù)設(shè)置詳解
單擊Thermal 欄，在Total Temperature輸入溫度293K
單擊Species 欄，在Species Mass Fractions o2欄輸入組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.23
注：通過5材料設(shè)置可知，methyl-alcohol-air
wx_fmt=png"> </p><p><br></p><p><strong>1.2 Fluent邊界條件</strong></p><p><br></p><p>Fluent邊界條件類型非常非常豐富，僅僅針對進(jìn)出口邊界，Fluent就提供了12種邊界條件類型。
可以看到各部件以fluent中的邊界命名。選擇其中的upper-inlet、bot-inlet1、channel-inlet、outlet、對稱面sym-sta和對稱面面右鍵點擊刪除，因為這些面在實際物理中是不存在的，可能會發(fā)生物質(zhì)的流進(jìn)流出。
圖形界面如下。
中，邊界值進(jìn)為正，出為負(fù)；
18.做高壓空化時，空化現(xiàn)象可采用Mixture多相流模型及Zwart Gerber Belamri空化模型進(jìn)行模擬；
19.Pseudo Transient（偽瞬態(tài)）：網(wǎng)上解釋為該方式以另一種方式定義亞松弛因子，當(dāng)之前的算法收斂較好時，開啟該方式會得到相同的結(jié)果。
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Fluent Meshing網(wǎng)格劃分
在Workbench里面將SCDM的幾何導(dǎo)入到Fluent meshing進(jìn)行網(wǎng)格剖分；采用自動網(wǎng)格劃分流程劃分網(wǎng)格，然后導(dǎo)入到Fluent里面設(shè)置邊界條件，輸出參數(shù)化結(jié)果，包括發(fā)熱體平均溫度tavg，最高溫度tmax，及進(jìn)出口壓降。
