Fluent壓力邊界條件的案例
邊界條件（二） 壓力邊界
在選擇壓力邊界前，首先要確定是否符合選擇壓力邊界的條件。一般來說，由于流速受壓力梯度的影響，一般壓力邊界不能用在已知流速的邊界。
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。
展開 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
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。
圖 2 壓力統計
圖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
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。
圖 4 無粘流動
無粘計算的總壓統計結果如圖5所示。
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。
展開 fluent使用經驗 y+ 周期性邊界條件 收斂標準 修改fluent中單位
4.創建一對周期性邊界的的方法：（1）在命令框中按回車，得到命令提示符>
（2）輸入mesh/modify-zones/make-periodic,再根據提示選擇相應的面。
5.outflow邊界條件不需要給定任何入口的物理條件，但是應用也會有限制，大致為以下四點：
1.只能用于不可壓縮流動
2.出口處流動充分發展
3.不能與任何壓力邊界條件搭配使用（壓力入口、壓力出口）
4.不能用于計算流量分配問題（比如有多個出口的問題）
6.在壓力出口中，會要求輸入相應的backflow turbulent intensity等值，這些值只有在迭代時產生返流的時候才會使用，
通常設置成一個合理的值。算例14中，設置為intensity 10%，diameter hydraulic按實際模型數值。
7.后處理的時候，顯示速度矢量圖的時候，箭頭的長度可以不按速度的大小給出，而僅由箭頭的顏色決定，具體的操作:
Vector options.勾選Fixed Length
8.波爾茲曼數能表征傳熱中對流傳熱和輻射傳熱所占的比例，具體的表達式在第14個例子的最后。
9.不要使用那些書上寫的y+與yp的計算公式，那個公式一般只能提供數量級上的參考。推薦大家使用NASA的粘性網格間距計算
器，設定你想要的y+值，它就能給你計算出第一層網格高度，與計算結果的y+很接近。
展開 關于Fluent熱邊界條件清單
1、壁面熱邊界，是基于Fluent計算傳熱問題的關鍵，因此大家有必須把各類邊界條件研究清楚。
-熱通量（熱流密度）；
-溫度
-對流
-輻射
-混合
-基于系統耦合器
-基于映射界面
2、Fluent壁面熱邊界條件的理論基礎就是1維傳熱學
3、熱流密度邊界：
上述適用于壁面臨近的區域為流體區域，當壁面臨界的區域為固體區域時，則使用下式計算：
4、溫度邊界：
壁面一側為流體區域時
壁面一側為固體區域時
5、對流邊界：
對流換熱邊界只針對流體，基于傳遞熱通量相等原理，得到了上式，默認在壁面位置沒有溫降低也沒有吸熱，如果用戶設置了壁面厚度，則可以考慮熱阻，如果用戶設置生熱率則可以考慮壁面發熱。
6、熱輻射邊界：
熱輻射邊界只針對流體，基于傳遞熱通量相等原理，得到了上式，在Fluent流體區域一側熱量基于對流換熱計算，在壁面外側熱量基于輻射傳熱定律計算。默認在壁面位置沒有溫降低也沒有吸熱，如果用戶設置了壁面厚度，則可以考慮熱阻，如果用戶設置生熱率則可以考慮壁面發熱。
7、混合傳熱邊界：
混合傳熱邊界只針對流體，基于傳遞熱通量相等原理，得到了上式，在Fluent流體區域一側熱量基于對流換熱計算，在壁面外側熱量基于輻射傳熱定律和對流換熱計算計算。默認在壁面位置沒有溫降低也沒有吸熱，如果用戶設置了壁面厚度，則可以考慮熱阻，如果用戶設置生熱率則可以考慮壁面發熱。
展開 
[問題討論]Fluent中的邊界條件設置總結
給定進口邊界上的質量流量，此時局部進口總壓是變化的，用以調節速度，從而達到給定的流量，這使得計算的收斂速度變慢。所以，如果壓力邊界條件和質量邊界條件都適合流動時，優先選擇用壓力進口條件。對于不可壓速流動，由于密度是常數，可以選擇用速度進口邊界條件。
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。
展開 ANSYS Fluent 邊界條件（二）之outflow自由出口
ANSYS Fluent 邊界條件outflow自由出口的介紹及使用。
一、outflow簡介
當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，Fluent利用計算域內部信息通過數值外插獲取該邊界上的物理量分布。
Fluent將outflow邊界視作充分發展邊界，假設該邊界上的流動滿足充分發展流動假設。充分發展的流動是流動速度分布(和/或其他性質的分布，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。但如果出口可能產生回流，或流場在出口位置非充分發展時，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預計會對流動解決方案產生很小的影響，則可以放心使用。
位置A作為Outflow邊界通常會計算不收斂，計算結果通常是無效的。因為該位置存在嚴重的流動回流，通過該邊界的質量流量是不確定的。此時應當使用壓力出口邊界；
位置B位于后向臺階再循環再附點附近。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展的區域。
展開 fluent邊界條件的修改與設定的一些技巧
求解邊界條件的確定是計算流體力學中一個非常重要的問題。流場的數值模擬需在有限區域內進行，因此，在區域邊界上給定邊界條件時要求在數學上滿足適定性，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，邊界條件的設置直接影響到計算結果的精度。
1、邊界條件分類
從應用角度來看，fluent中邊界條件分類如下：
（1）進出口邊界條件：壓力、速度、質量進口、進風口、進氣扇、壓力出口、壓力遠場邊界條件、質量出口、通風口、排氣扇；
（2）壁面、repeating, and pole boundaries：壁面，對稱，周期，軸；
（3）內部單元區域：流體、固體( 多孔是一種流動區域類型)；
（4）內部表面邊界：風扇、散熱器、多孔跳躍、壁面、內部。（內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，并提供了流場性質的每一步的變化。這些邊界條件用來補充描述排氣扇、細孔薄膜以及散熱器的物理模型。內部表面區域的內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...，到此面板已經打開，見下圖：
通過面板，可以發現，能夠進行以下設置：邊界類型的更改、邊界條件的給定、以及邊界條件的復制。
（1）邊界類型的更改
假如我們在前處理軟件中，只是對邊界進行了分隔開，而沒有進行適當的設定時，或者原本設定的邊界條件有誤時，此時，我們可以通過以下操作進行更改類型。
首先在Zone中選擇要更改的邊界名，得到下面的示意圖。
展開 三十三、Fluent邊界條件湍流參數設置詳解
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，僅僅針對進出口邊界，Fluent就提供了12種邊界條件類型。
展開 gambit劃分網格和fluent邊界條件小結
需要請自取
劃分網格和邊界條件.pptx
[問題討論]Fluent邊界條件中的各種壓強（Pressure)解釋
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. Fluent中參考壓力設置
對于不涉及任何壓力邊界條件的不可壓縮流動，ANSYS FLUENT在每次迭代后要調整表壓值。這個過程通過使用參考壓力位置處（或該位置附近）節點的壓力完成。因此，參考壓力位置處的表壓應一直為0。如果使用了壓力邊界條件，則不會使用到上述關系，因此參考壓力位置不被使用。
參考壓力位置默認為等于或接近（0，0，0）的節點中心位置。實際計算中可能需要設置參考壓力位置到絕對靜壓已知的位置處。在Operating Conditions對話框中的Reference Pressure Location選項組中設置新的參考壓力位置的x，y，z的坐標即可。
如果要考慮某一方向的加速度，如重力，可以勾選Gravity復選框。
對于VOF計算，應當選擇SpecifiedOperating Density，并且在OperatingDensity 下為最輕相設置密度。這樣做排除了水力靜壓的積累，提高了round-off精度為動量平衡。同樣需要打開 Implicit Body Force，部分平衡壓力梯度和動量方程中體積力，提高解的收斂性。
ReferencePressure Location（參考壓強位置）應是位于流體永遠是100%的某一相（空氣）的區域，光滑和快速收斂是其基本條件。
本文摘自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_609a4d270102wmxl.html，在此感謝原作者。
展開 GAMBIT,FLUENT周期性邊界條件處理及其后處理方法
在旋轉機械中，周期性邊界條件用的比較多，但是有很多人不能很好地掌握，作為初學者，和大家交流一下周期性邊界條件應用的一些處理方法。 方法一：GAMBIT中設置周期性邊界條件。
1.創建單流道模型。
2.link兩條周期性邊界。
如果要對周期邊界先進行網格的劃分，最好是先劃分然后進行LINK。
3.網格的劃分（這里是很粗糙的劃分了一下）。
4.對周期性邊界進行邊界條件設置。
5.導出即可。
這種方法就不用在FLUENT中進行設定了。
方法二：
步驟1-3同法一1-3.
4.把周期性邊界的邊界條件分別設置成wall。
5.在FLUENT中的文本輸入（TUI）中輸入下圖所示內容。
即：grid/modify-zones/make-periodic...這樣就完成了設定。
周期性邊界模型的后處理。
1.計算結束之后。
2.fluent中Display>Views
3.處理結果。
如果您有好的辦法，可以交流，共同進步！
展開 
FLUENT精典案例-翼型俯仰運動仿真（NACA0012，壓力遠場邊界）-#354
FLUENT精典案例-翼型俯仰運動仿真（NACA0012，壓力遠場邊界）-#354
01
案例介紹
NACA0012翼型作俯仰運動過程的仿真，監測量升力、阻力的變化（其它結果可自動保存時間節點數據出圖），翼型俯仰運動規律為：α=0.016°+2.51°sin（5t），馬赫數Ma=0.755，雷諾數5.5×10e5。本例先作穩態計算（穩態計算時攻角為5°，且不考慮俯仰運動），收斂后改為瞬態計算。
02
網格情況
03
仿真基本設置
1、穩態計算
2、k-w SST湍流模型
3、理想氣體
4、壓力遠場條件
5、阻力系數監測
6、升力系數監測
7、求解設置
8、初始化，從壓力遠場計算
9、穩態基本情況
（1）殘差曲線（收斂）
（2）速度分布
（3）馬赫數
（4）壓力分布
（5）升力曲線
（6）阻力曲線
（7）翼型表面壓力系數分布
10、修改為瞬態計算
11、使用UDF定義俯仰運動
12、設置時間步長
說明事項：本次只作為算例實驗，因而時間步長取得不算小0.01s，造成后面監測到的升力和阻力的變化曲線不夠光滑，實際計算中將步長改小（譬如改為0.001s），則可以得到很好的曲線。
展開 