Fluent入口壓力
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-04-12
Fluent入口壓力的視頻教程
基于fluent的蝶閥（入口為充分發展的湍流）內流場仿真，視頻免費無聲音，提供附件（需購買）練習。
使用一個模擬中的速度邊界條件（充分發展的湍流）應用到另一個模擬（蝶閥入口條件）中。在這種情況下，我將提取三維管道的出口速度邊界條件，并在單獨的模擬中將該剖面應用于具有相同直徑的蝶閥的進口側。使用spaceclaim提取三維閥門的流體體積。
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fluent udf 實現壓力正弦變化 DEFINE_PROFILE
1、講解了DEFINE_PROFILE的基本用法及里面的參數含義； 2、講解了壓力按正弦變化的udf實現方法；
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Fluent入口壓力的實例教程
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。
展開 FLUENT中存在很多種壓力，包括參考壓力pref，絕對壓力Pabs，相對壓力Prel ，表壓pgauge，總壓 ptotal，動壓pdynamic ，靜壓 pstatic，大氣壓patm 等。這里以一個實例來說明這些壓力關系。
圖 1幾何模型
這些壓力之間的關系：
1、計算條件
計算模型為旋轉軸對稱模型，半徑100mm。
圖 2計算網格
計算用網格如圖2所示。流體密度1000kg/m3，粘度0.001Pa.s， 雷諾數2e5，選擇Realizable k-epsilon模型，增強壁面函數模型。
圖 3求解方法
求解方程使用Coupled，其他方程使用二階格式以提高精度。設置殘差標準1e-6。
2、結果分析
計算條件：入口采用速度入口，速度1m/s，出口使用outflow ，參考壓力設置為101325。
靜壓分布與速度分布云圖分布如圖4、圖5所示。動壓分布如圖6所示。
從上述三幅圖可以看出一下關系：（1）速度分布趨勢與動壓分布趨勢保持一致，即速度大的區域，動壓也較大（2）靜壓分布于速度分布呈相反趨勢，即靜壓大的區域速度較小。
圖 4靜壓分布
圖 5 速度分布
圖 6 動壓分布
圖 7絕對壓力
圖7為絕對壓力分布，其分布趨勢與圖4所示的靜壓分布趨勢完全一致，所不同的只是物理量大小，它們的值相差101325，即所設置的參考壓力。下面以axis邊界上物理量進行研究。
圖 8 axis邊界壓力關系曲線
圖8為axis邊界上靜壓、動壓及總壓關系，很明顯的可以看出，總壓=靜壓+動壓。
新建一個變量PressureSum，其表達式為Dynamic Pressure+Pressure，觀察其與totoalPressure的區別。
展開 控制壓強設置的也是0，因為是可壓氣體，MA數大于0.1了，推薦使用的控制壓力是0嘛。其它的設置基本上全是默認值。
結果————大出我意料。
我認為迷宮密封是因為形成回流使壓力能耗散掉，總壓下降應該和密封的層數有關，4層的迷宮和8層的迷宮在出口處總壓肯定不一樣，而且可以明顯看出來，哪里知道......總壓下降居然是把進出口壓降在幾個層里平均分配了，也就是說，4層的和8層的出口壓強居然差不多，而靜壓的分布和總壓一致.....我換了速度進口結果也是一樣.....實在是很郁悶！
我想問問哪位高手可以指點我一下，我哪里錯了。
計算域：L1=1.60cm，L2=3.20cm，r1=1.15cm，r2=0.40cm
物質屬性：水密度為1000kg/m3，粘度為0.001kg/m-s；水蒸汽密度為0.02558kg/m3，粘度為1.26e-6kg/m-s
邊界條件：入口壓力為250000000Pa，出口壓力為95000Pa，溫度為300K，3540Pa
網格劃分
采用矩形網格，網格數量為3525
計算設置
本次計算為穩態軸對稱計算。
物質屬性
計算物質設置為水和水蒸氣，設置它們的密度等參數
多相流模型
（1）選擇Mixture多相流模型
（2）主相設為水，次相為蒸汽
（3）激活空化模型
湍流模型
選擇標準k-epsilon模型
邊界條件
（1）設置壓力入口邊界條件
（2）出口邊界采用壓力出口邊界條件
（3）計算域下邊緣為對稱軸，上側壁面為無滑移邊界
求解控制
（1）求解方法
（2）松弛因子
計算結果
計算域云圖展示
（1）速度云圖
（2）水蒸汽體積百分比云圖
計算值與實驗值對比
流量系數數值對比，流量系數=質量流量/（界面面積*sqrt（2*密度*進出口壓差））
參考文獻
W.H. Nurick, “Orifice Cavitation and Its Effects on Spray Mixing”. Journal of Fluids Engineering, Vol.98, pp. 681-687, 1976
展開 參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說明
本案例模擬了低入口壓力條件下的管道內空化現象。
計算域：L1=1.60cm，L2=3.20cm，r1=1.15cm，r2=0.40cm
物質屬性：水密度為1000kg/m3，粘度為0.001kg/m-s；水蒸汽密度為0.02558kg/m3，粘度為1.26e-6kg/m-s
邊界條件：入口壓力為250000Pa，出口壓力為95000Pa，溫度為300K，汽化壓力為3540Pa
網格劃分
采用矩形網格，網格數量為3525
計算設置
本次計算為穩態軸對稱計算。
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對螺桿式空壓機油氣分離器在fluent中仿真，連續相為空氣，離散相為油液，先計算空氣場穩定后，再射入dpm粒子，粒子屬性為油液。入口進入的油液質量流量為3.0745kg/s，空氣流量為0.9572kg/s，空氣是在7bar下壓縮的流量，入口采用速度入口，速度為11.64m/s，出口為壓力出口，為6.9bar，入口溫度為100℃，進出口邊界條件設置為逃逸，壁面的邊界體條件設置為捕捉。
第一次計算粒子射入
<p> 在FLUENT中存在多個壓力，如操作壓力、表壓力、絕對壓力、總壓力等，為什么定義如此多的壓力呢？主要是為了能夠精確描述某些物理現象，因此不同的物理場適用于不同的壓力。今天我們來詳細的講解一下這些壓力的意義及其應用場合。</p><p> </p><p> <strong> &
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
非均勻入口流速瞬態計算，相關設置都在fluent的case文件中
在ANSYS FLUENT 里有兩種求解器技術，基于壓力和基于密度。兩種算法都可以廣泛應用于流動情況，但是在某種情況下，使用其中的一種效果要更好。兩種方法的不同之處在于他們對連續性方程、動量方程、能量方程和物質方程求解方式不同。
從傳統應用上看，基于壓力法適用于低速不可壓縮流體，而基于密度法主要適用于告訴可壓縮流體。然而，近期，兩種方法都被拓展到可以適用于大多數流動條件
模擬了一個旋轉壓力噴嘴霧化，有興趣的可以私信或者評論留下聯系方式。
參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說明
本案例模擬了低入口壓力條件下的管道內空化現象。
計算域：L1=1.60cm，L2=3.20cm，r1=1.15cm，r2=0.40cm
物質屬性：水密度為1000kg/m3，粘度為0.001kg/m-s；水蒸汽密度為0.02558kg/m3，粘度為1.26e-
參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說明
本案例模擬了管道由于突然收縮，在鋒利邊緣附近形成低壓區，從而導致空化的物理現象。
計算域：L1=1.60cm，L2=3.20cm，r1=1.15cm，r2=0.40cm
物質屬性：水密度為1000kg/m3，粘度為0.001kg/m-s；水蒸汽密度為0.02558kg/m3，粘度為1.26e
板翅式換熱器因具有結構緊湊、傳熱效率高等特點，故應用廣泛，但由于換熱器部件設計不當、制造工藝以及安裝等原因會導致換熱器內部物流分配和溫度分布不均勻，進而導致換熱效率降低。其中換熱器入口結構不合理是引起其內部物流分配不均勻的重要因素。國內外對換熱器效能影響的研究工作大部分集中在理論模型的建立以及數值計算方面。作者在數值模擬的基礎是利CFD（Com－putationalFluid Dynamics計算流體動力學
兩種數值方法：
1.基于壓力求解器：適用于低速、不可壓縮流體。
原理：首先由動量方程求速度場，繼而由壓力方程進行修正使得速度場滿足連續性條件。由于壓力方程來源于連續性方程和動量方程，從而保證流場的模擬同時滿足質量守恒和動量守恒。
分類：分離求解器—順序求解每個變量的控制方程，此算法內存效率非常高(離散方程只在一個時刻需要占用內存)，收斂速度相對較慢，因為方程以‘解耦’方式求解
