Fluent出口回流
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-04-12
Fluent出口回流的實例教程
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(kuò)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(kuò)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(kuò)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。
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Fluent出口回流的最新內(nèi)容
HFSS?PI專為新一代芯片?封裝集成、更高密度布局和先進(jìn)3D封裝而打造，可實現(xiàn)大規(guī)模3D電源完整性分析，并深入解析復(fù)雜耦合機(jī)制和回流路徑行為。
模擬與網(wǎng)格
我們采用某品牌空調(diào)室外機(jī)作為穩(wěn)態(tài)分析的仿真模型，如下圖所示，左側(cè)與后側(cè)的進(jìn)口流域，以及前側(cè)的出口流域都考慮到計算中，并對空調(diào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡化后進(jìn)行網(wǎng)格劃分，最終網(wǎng)格單元數(shù)868萬，其中，風(fēng)扇葉片的旋轉(zhuǎn)速度是850rpm。
</p><p> 上面三個進(jìn)口：溫度925k,速度10m/s,尺寸46mm*46mm</p><p> 下面一個出口：壓力出口，表壓0Pa,尺寸44mm*57mm</p><p>（2）、待求參數(shù):</p><p>整體及局部的流場、溫度場。
="https://img.jishulink.com/202512/imgs/0aa5148ef30a4a268c8e6ea2fe86af61.png" height="489" width="530"></p><p>(1)主要參數(shù)</p><p>左側(cè)冷水入口:直徑中100mm;水溫20℃;速度0.4m/s</p><p>下部熱水入口:直徑25mm;水溫40℃;速度1.2m/s</p><p>上部溫水出口口
根據(jù)出口和入口粒子質(zhì)量流量，計算文丘里管除塵效率。
近年來由于技術(shù)與品質(zhì)的改良，泰國有許多工業(yè)已逐漸興起，以汽車、電子、電信具有發(fā)展?jié)摿Γ黄渲须娮赢a(chǎn)品如集成電路、微電子零組件及計算機(jī)設(shè)備為泰國主要的出口項目之一，占總出口的22%，產(chǎn)值達(dá)330億美元。泰國是當(dāng)今世界大的HDD生產(chǎn)基地，占全球市場份額的46.5%。泰國政府的戰(zhàn)略之一就是為電器電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展支持產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)集團(tuán)，同時泰國也是外資企業(yè)加工生產(chǎn)的重要基地。
具體的幾何模型與邊界條件如下所示：
其中上方為入口邊界條件，下方為出口邊界條件。
3 Fluent Meshing 設(shè)置
3.1 網(wǎng)格設(shè)置
采用 Fluent meshing 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用四面體網(wǎng)格劃分，并劃分相對應(yīng)的邊界層網(wǎng)格。
出口
工作流體會通過出口離開渦輪機(jī)。工程師會優(yōu)化出口的形狀，以提高性能。
靜態(tài)結(jié)構(gòu)
這是渦輪機(jī)的非旋轉(zhuǎn)部件。靜態(tài)結(jié)構(gòu)包含入口出口、底座、冷卻硬件、用于固定軸承的結(jié)構(gòu)，以及用于保持渦輪機(jī)內(nèi)部流動和防止異物進(jìn)入流動的外殼。
儀表和控制系統(tǒng)
渦輪機(jī)的關(guān)鍵部分，是測量渦輪機(jī)物理屬性的機(jī)械與電子控制器和傳感器。
通用基礎(chǔ)操作：覆蓋核心工具與流程：針對 Abaqus 流固耦合的基礎(chǔ)操作，課程從模型導(dǎo)入（CAD 模型處理、幾何清理）、網(wǎng)格劃分（流體域與固體域的網(wǎng)格類型選擇、密度控制）、材料定義（流體與固體的本構(gòu)參數(shù)設(shè)置差異）、邊界條件施加（流場入口 / 出口、固體約束的協(xié)同設(shè)置）等環(huán)節(jié)，結(jié)合通用案例（如簡單管道流固耦合），先講解理論原理（如為何流體域需選擇歐拉網(wǎng)格、邊界條件需滿足流場連續(xù)性方程），再演示操作步驟
1 workbench 設(shè)置
本案例的計算模塊如下圖所示：
2 SCDM 設(shè)置
2.1 導(dǎo)入幾何
依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，對幾何模型進(jìn)行建立，其中管道為wall，y軸上方壁面為壓力出口，其他面位symmetry，管道泄露孔為φ=10mm的壓力入口，具體幾何尺寸如下：
2.2 網(wǎng)格設(shè)置
采用Fluent meshing進(jìn)行網(wǎng)格劃分，對泄漏孔附近網(wǎng)格進(jìn)行加密，具體的網(wǎng)格劃分如下圖所示
