Fluent入口壓力的案例
FLUENT中的壓力關(guān)系（2）：壓力入口
上次談過(guò)不可壓縮流動(dòng)中速度入口，自由出口邊界組合的計(jì)算模型內(nèi)各種壓力關(guān)系，本次采用相同的模型，不過(guò)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(jìn)出口流量統(tǒng)計(jì)
圖 1 流量統(tǒng)計(jì)
利用Report中的Flux進(jìn)行流量統(tǒng)計(jì)，如圖1所示，可以看出，在不可壓縮流動(dòng)中，進(jìn)出口流量是守恒的。
2、各種壓力統(tǒng)計(jì)
利用Report中的Surface Integral進(jìn)行壓力統(tǒng)計(jì)，這里取Area-Weighted Average。
圖 2壓力統(tǒng)計(jì)
圖2為各種壓力統(tǒng)計(jì)，從圖中的數(shù)據(jù)可以得出以下結(jié)論：
（1）入口設(shè)置的是總壓，但靜壓不為0，出口設(shè)置的靜壓為0，統(tǒng)計(jì)得出的靜壓與設(shè)置值一致。
（2）入口與出口動(dòng)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(xì)微差別在于出口位置速度分布不一致所造成，近似可認(rèn)為它們一致。
（3）入口總壓統(tǒng)計(jì)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(dòng)問(wèn)題中，流量守恒，總壓不守恒。
（4）絕對(duì)壓力值=靜壓值+參考壓力值101325。
（5）總壓=靜壓+動(dòng)壓。
3、進(jìn)出口平均速度
圖 3速度統(tǒng)計(jì)
從圖3所示的速度統(tǒng)計(jì)可以看出，進(jìn)出口速度值相同（因?yàn)榱髁渴睾悖?4、考察整個(gè)計(jì)算域
計(jì)算域內(nèi)總壓不守恒，因?yàn)橛?jì)算中考慮了粘性，粘性力會(huì)導(dǎo)致能量損失。下面將粘性模型改為無(wú)粘流Inviscid，如圖4所示。
圖 4無(wú)粘流動(dòng)
無(wú)粘計(jì)算的總壓統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖5所示。
展開 FLUENT中的壓力關(guān)系（1）：流量入口
FLUENT中存在很多種壓力，包括參考壓力pref，絕對(duì)壓力Pabs，相對(duì)壓力Prel ，表壓pgauge，總壓 ptotal，動(dòng)壓pdynamic ，靜壓 pstatic，大氣壓patm 等。這里以一個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明這些壓力關(guān)系。
圖 1幾何模型
這些壓力之間的關(guān)系：
1、計(jì)算條件
計(jì)算模型為旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱模型，半徑100mm。
圖 2計(jì)算網(wǎng)格
計(jì)算用網(wǎng)格如圖2所示。流體密度1000kg/m3，粘度0.001Pa.s， 雷諾數(shù)2e5，選擇Realizable k-epsilon模型，增強(qiáng)壁面函數(shù)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(shè)置殘差標(biāo)準(zhǔn)1e-6。
2、結(jié)果分析
計(jì)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(shè)置為101325。
靜壓分布與速度分布云圖分布如圖4、圖5所示。動(dòng)壓分布如圖6所示。
從上述三幅圖可以看出一下關(guān)系：（1）速度分布趨勢(shì)與動(dòng)壓分布趨勢(shì)保持一致，即速度大的區(qū)域，動(dòng)壓也較大（2）靜壓分布于速度分布呈相反趨勢(shì)，即靜壓大的區(qū)域速度較小。
圖 4靜壓分布
圖 5 速度分布
圖 6 動(dòng)壓分布
圖 7絕對(duì)壓力
圖7為絕對(duì)壓力分布，其分布趨勢(shì)與圖4所示的靜壓分布趨勢(shì)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(shè)置的參考壓力。下面以axis邊界上物理量進(jìn)行研究。
圖 8 axis邊界壓力關(guān)系曲線
圖8為axis邊界上靜壓、動(dòng)壓及總壓關(guān)系，很明顯的可以看出，總壓=靜壓+動(dòng)壓。
新建一個(gè)變量PressureSum，其表達(dá)式為Dynamic Pressure+Pressure，觀察其與totoalPressure的區(qū)別。
展開 『分享』關(guān)于FLUENT出入口壓力對(duì)計(jì)算的影響
控制壓強(qiáng)設(shè)置的也是0，因?yàn)槭强蓧簹怏w，MA數(shù)大于0.1了，推薦使用的控制壓力是0嘛。其它的設(shè)置基本上全是默認(rèn)值。
結(jié)果————大出我意料。
我認(rèn)為迷宮密封是因?yàn)樾纬苫亓魇?em>壓力能耗散掉，總壓下降應(yīng)該和密封的層數(shù)有關(guān)，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(lái)，哪里知道......總壓下降居然是把進(jìn)出口壓降在幾個(gè)層里平均分配了，也就是說(shuō)，4層的和8層的出口壓強(qiáng)居然差不多，而靜壓的分布和總壓一致.....我換了速度進(jìn)口結(jié)果也是一樣.....實(shí)在是很郁悶！
我想問(wèn)問(wèn)哪位高手可以指點(diǎn)我一下，我哪里錯(cuò)了。
銳緣孔氣穴現(xiàn)象模擬：高入口壓力
計(jì)算域：L1=1.60cm，L2=3.20cm，r1=1.15cm，r2=0.40cm
物質(zhì)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(wǎng)格劃分
采用矩形網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量為3525
計(jì)算設(shè)置
本次計(jì)算為穩(wěn)態(tài)軸對(duì)稱計(jì)算。
物質(zhì)屬性
計(jì)算物質(zhì)設(shè)置為水和水蒸氣，設(shè)置它們的密度等參數(shù)
多相流模型
（1）選擇Mixture多相流模型
（2）主相設(shè)為水，次相為蒸汽
（3）激活空化模型
湍流模型
選擇標(biāo)準(zhǔn)k-epsilon模型
邊界條件
（1）設(shè)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(jì)算域下邊緣為對(duì)稱軸，上側(cè)壁面為無(wú)滑移邊界
求解控制
（1）求解方法
（2）松弛因子
計(jì)算結(jié)果
計(jì)算域云圖展示
（1）速度云圖
（2）水蒸汽體積百分比云圖
計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比
流量系數(shù)數(shù)值對(duì)比，流量系數(shù)=質(zhì)量流量/（界面面積*sqrt（2*密度*進(jìn)出口壓差））
參考文獻(xiàn)
W.H. Nurick, “Orifice Cavitation and Its Effects on Spray Mixing”. Journal of Fluids Engineering, Vol.98, pp. 681-687, 1976
展開 
銳緣孔氣穴現(xiàn)象模擬：低入口壓力
參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說(shuō)明
本案例模擬了低入口壓力條件下的管道內(nèi)空化現(xiàn)象。
計(jì)算域：L1=1.60cm，L2=3.20cm，r1=1.15cm，r2=0.40cm
物質(zhì)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(wǎng)格劃分
采用矩形網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量為3525
計(jì)算設(shè)置
本次計(jì)算為穩(wěn)態(tài)軸對(duì)稱計(jì)算。
展開 六.壓力山大---Fluent出現(xiàn)的壓力大全解
<p> 在FLUENT中存在多個(gè)壓力，如操作壓力、表壓力、絕對(duì)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(xiàn)象，因此不同的物理場(chǎng)適用于不同的壓力。今天我們來(lái)詳細(xì)的講解一下這些壓力的意義及其應(yīng)用場(chǎng)合。</p><p> </p><p> <strong> </strong>首先我們來(lái)說(shuō)一說(shuō)操作壓力，<strong>對(duì)于所有流動(dòng)，ANSYS Fluent內(nèi)部使用表壓即相對(duì)壓力。當(dāng)需要絕對(duì)壓力時(shí)，它是通過(guò)將工作壓力加到相對(duì)壓力上而產(chǎn)生的</strong>[-fluent help文檔]<strong>。</strong>因此從fluent后處理得到的壓強(qiáng)值都很小，這里的壓強(qiáng)即為<strong>表壓</strong>。在這個(gè)相對(duì)壓強(qiáng)的基礎(chǔ)上，存在一個(gè)壓強(qiáng)即為操作壓強(qiáng)。在Define——Operating Conditions…中，所示的Operating Pressure是操作壓強(qiáng)，默認(rèn)的操作壓強(qiáng)為一個(gè)大氣壓101325Pa。操作壓強(qiáng)有點(diǎn)類似于工況的環(huán)境壓力。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZyibBZENW06pvwfZXCZSPyiaN76ibrdbicZDiae4icHicT5N0IF3LM3d7floAYaRyIutv0cJWQMBLg6tnPCjg/640?
展開 FLUENT中的各種壓力關(guān)系—壓力邊界
上次談過(guò)不可壓縮流動(dòng)中速度入口，自由出口邊界組合的計(jì)算模型內(nèi)各種壓力關(guān)系，本次采用相同的模型，不過(guò)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(jìn)出口流量統(tǒng)計(jì)
圖 1 流量統(tǒng)計(jì)
利用Report中的Flux進(jìn)行流量統(tǒng)計(jì)，如圖1所示，可以看出，在不可壓縮流動(dòng)中，進(jìn)出口流量是守恒的。
2、各種壓力統(tǒng)計(jì)
利用Report中的Surface Integral進(jìn)行壓力統(tǒng)計(jì)，這里取Area-Weighted Average。
圖 2 壓力統(tǒng)計(jì)
圖2為各種壓力統(tǒng)計(jì)，從圖中的數(shù)據(jù)可以得出以下結(jié)論：
（1）入口設(shè)置的是總壓，但靜壓不為0，出口設(shè)置的靜壓為0，統(tǒng)計(jì)得出的靜壓與設(shè)置值一致。
（2）入口與出口動(dòng)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(xì)微差別在于出口位置速度分布不一致所造成，近似可認(rèn)為它們一致。
（3）入口總壓統(tǒng)計(jì)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(dòng)問(wèn)題中，流量守恒，總壓不守恒。
（4）絕對(duì)壓力值=靜壓值+參考壓力值101325。
（5）總壓=靜壓+動(dòng)壓。
3、進(jìn)出口平均速度
圖 3 速度統(tǒng)計(jì)
從圖3所示的速度統(tǒng)計(jì)可以看出，進(jìn)出口速度值相同（因?yàn)榱髁渴睾悖?4、考察整個(gè)計(jì)算域
計(jì)算域內(nèi)總壓不守恒，因?yàn)橛?jì)算中考慮了粘性，粘性力會(huì)導(dǎo)致能量損失。下面將粘性模型改為無(wú)粘流Inviscid，如圖4所示。
圖 4 無(wú)粘流動(dòng)
無(wú)粘計(jì)算的總壓統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖5所示。
圖 5 無(wú)粘計(jì)算總壓統(tǒng)計(jì)
從圖5可以看出，采用無(wú)粘模型計(jì)算，進(jìn)出口總壓是守恒的，圖中數(shù)值上的細(xì)微差別是由于誤差所造成。
展開 非均勻入口流速瞬態(tài)計(jì)算，相關(guān)設(shè)置都在fluent的case文件中 ￥30
非均勻入口流速瞬態(tài)計(jì)算，相關(guān)設(shè)置都在fluent的case文件中
fluent中采用rosin-rammler粒徑分布后，入口出現(xiàn)大量粒子逃逸該如何解決
對(duì)螺桿式空壓機(jī)油氣分離器在fluent中仿真，連續(xù)相為空氣，離散相為油液，先計(jì)算空氣場(chǎng)穩(wěn)定后，再射入dpm粒子，粒子屬性為油液。入口進(jìn)入的油液質(zhì)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(jìn)出口邊界條件設(shè)置為逃逸，壁面的邊界體條件設(shè)置為捕捉。
第一次計(jì)算粒子射入，dpm粒徑設(shè)置為uniform，粒徑為0.00005m，計(jì)算后，入口處有很少量的粒子逃逸（在0.08kg/s左右），入口壓力為預(yù)期壓力（為7bar左右），進(jìn)出口監(jiān)測(cè)的空氣流量穩(wěn)定0.9572kg/s左右，出口的速度穩(wěn)定在16.6m/s左右，出口的溫度在90℃左右。
第二次計(jì)算粒子射入時(shí)，使用rosin-rammler粒徑分布，粒徑分布為1-10微米（6%）、10-20微米（24%）、20-30微米（33.2%）、30-40微米（24%）、40-50微米（12.8%），入口出現(xiàn)大量粒子逃逸（1.2kg/s左右），入口的壓力降低到6.5bar，與預(yù)期7bar有一定差距且低于出口壓力6.9bar。
展開 fluent模擬旋轉(zhuǎn)壓力噴嘴霧化
模擬了一個(gè)旋轉(zhuǎn)壓力噴嘴霧化，有興趣的可以私信或者評(píng)論留下聯(lián)系方式。
fluent中的壓力求解器和密度求解器
兩種數(shù)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(dòng)量方程求速度場(chǎng)，繼而由壓力方程進(jìn)行修正使得速度場(chǎng)滿足連續(xù)性條件。由于壓力方程來(lái)源于連續(xù)性方程和動(dòng)量方程，從而保證流場(chǎng)的模擬同時(shí)滿足質(zhì)量守恒和動(dòng)量守恒。
分類：分離求解器—順序求解每個(gè)變量的控制方程，此算法內(nèi)存效率非常高(離散方程只在一個(gè)時(shí)刻需要占用內(nèi)存)，收斂速度相對(duì)較慢，因?yàn)榉匠桃浴怦睢绞角蠼狻?duì)燃燒、多相流問(wèn)題更加有效。
耦合求解器—內(nèi)存使用量是分離算法的1.5～2倍，收斂速度提高5～10倍。可以和所有動(dòng)網(wǎng)格、多相流、燃燒、和化學(xué)反應(yīng)模型兼容，收斂速度遠(yuǎn)高于基于密度的求解器。
2.基于密度求解器：適用于高速、可壓縮流體。
原理：直接求解瞬態(tài)N-S方程(此方程理論上是絕對(duì)穩(wěn)定的)，將穩(wěn)態(tài)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為時(shí)間推進(jìn)的瞬態(tài)問(wèn)題，由給定的初場(chǎng)時(shí)間推進(jìn)到收斂的穩(wěn)態(tài)解，即時(shí)間推進(jìn)法。適用于求解亞音速、高超音速等的強(qiáng)可壓縮問(wèn)題。
展開 
fluent中幾個(gè)壓力之間的關(guān)系及定義
在fluent中會(huì)出現(xiàn)這么幾個(gè)壓力：
Static pressure（靜壓） Dynamic pressure（動(dòng)壓） Total pressure（總壓）
這幾個(gè)壓力是空氣動(dòng)力學(xué)的概念,它們之間的關(guān)系為:
Total pressure（總壓）= Static pressure（靜壓z） + Dynamic pressure（動(dòng)壓）
滯止壓力等于總壓(因?yàn)闇?em>壓力就是速度為0時(shí)的壓力,此時(shí)動(dòng)壓為0.)
Static pressure（靜壓）就是你測(cè)量的，比如你現(xiàn)在測(cè)量空氣壓力是一個(gè)大氣壓
而在fluent中，又定義了兩個(gè)壓力：
Absolute pressure（絕對(duì)壓力） Relative pressure（參考壓力）
還有兩個(gè)壓力：
operating pressure（操作壓力） gauge pressure（表壓）
Absolute pressure（絕對(duì)壓力）= operating pressure（操作壓力） + gauge pressure（表壓）
上面幾個(gè)壓力實(shí)際上有些是一一對(duì)應(yīng)的，只是表述上的差別，比如：
Static pressure（靜壓） gauge pressure（表壓）
例子:
定義操作壓力
對(duì)于可壓縮流動(dòng):
把操作壓力設(shè)為0 ,把表壓看作絕對(duì)壓力
展開 [問(wèn)題討論]Fluent的基于密度和基于壓力求解方法淺析
在ANSYS FLUENT 里有兩種求解器技術(shù)，基于壓力和基于密度。兩種算法都可以廣泛應(yīng)用于流動(dòng)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(duì)連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、能量方程和物質(zhì)方程求解方式不同。
從傳統(tǒng)應(yīng)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(shù)流動(dòng)條件，而不僅僅局限于傳統(tǒng)的應(yīng)用范圍。
兩種方法的速度場(chǎng)都是通過(guò)求解動(dòng)量方程得來(lái)的，基于密度方法的連續(xù)性方程被用來(lái)獲得密度分布，而壓力分布則是通過(guò)求解狀態(tài)方程。另一方面，對(duì)于基于壓力方法，壓力場(chǎng)分布是通過(guò)求解壓力方程或者壓力修正方程提取的，而這兩種方程又是通過(guò)求解連續(xù)和動(dòng)量方程獲得的。
專門應(yīng)用于基于壓力方法的情況：
1空化模型（液體內(nèi)局部壓力降低時(shí)，液體內(nèi)部或液固交界面上蒸氣或氣體的空穴（空泡）的形成、發(fā)展和潰滅的過(guò)程。）
2VOF模型
3多相混合模型
4歐拉多相流模型
5非預(yù)混燃燒模型
6預(yù)混燃燒模型
7部分預(yù)混燃燒模型
8組成PDF運(yùn)輸模式
9煤煙模型
10羅斯藍(lán)底輻射模型
11融化凝固模型
12外殼傳導(dǎo)模型
13浮動(dòng)操作壓力
14多孔介質(zhì)的物理速度模型
15指定周期性流動(dòng)流向的質(zhì)量流率
專門應(yīng)用于基于密度方法的情況
1真實(shí)的氣體模型（用戶自定義）
2非反射邊界條件
3濕蒸汽的多相流模型
本文轉(zhuǎn)自網(wǎng)絡(luò)，感謝原作者。
展開 FLUENT精典案例-翼型俯仰運(yùn)動(dòng)仿真（NACA0012，壓力遠(yuǎn)場(chǎng)邊界）-#354
13、瞬態(tài)基本情況
（1）5s時(shí)壓力云圖
（2）5s時(shí)翼型表面壓力系數(shù)分布
（3）翼型俯仰運(yùn)動(dòng)過(guò)程中升力變化
說(shuō)明：將瞬態(tài)計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)改小（譬如改為0.001s），則能夠得到很光滑的曲線。
（4）翼型俯仰運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力變化
05
使用軟件及視頻情況
1、使用ANSYS2020R1 WORKBENCH制作：前處理使用ICEM；仿真使用FLUENT（其中瞬態(tài)仿真是將設(shè)置文件導(dǎo)出后，單獨(dú)使用FLUENT計(jì)算）。
2、仿真設(shè)置與上述推送內(nèi)容的描述相同，且文中基本包含了仿真設(shè)置的過(guò)程。
3、本例有高清有聲視頻教程。
利用FLUENT來(lái)求某散熱器流體的速率和壓力分布
其中換熱器入口結(jié)構(gòu)不合理是引起其內(nèi)部物流分配不均勻的重要因素。國(guó)內(nèi)外對(duì)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(shù)值計(jì)算方面。作者在數(shù)值模擬的基礎(chǔ)是利CFD（Com－putationalFluid Dynamics計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）技術(shù)對(duì)某軌道交通用發(fā)動(dòng)機(jī)液壓油散熱器進(jìn)行研究，力求液壓油散熱器流場(chǎng)分布更加合理，使散熱器具有更好的散熱效果。
數(shù)學(xué)模型由分析可知，散熱器內(nèi)的流體是粘性牛頓型流體，且根據(jù)雷諾數(shù)可知為層流模型。在互不侵入的兩種流體分界面上，若不計(jì)入表面張力。則界面兩側(cè)任一點(diǎn)流體的速度和溫度應(yīng)相等。即：V3流場(chǎng)分析利用ANSYS程序進(jìn)行流場(chǎng)分析的主要步驟：（1）建立模型，確定問(wèn)題區(qū)域；（2）確定流體的初始條件；（3）生成網(wǎng)格；（4）確定邊界條件；（5）設(shè)置分析參數(shù)；（6）求解。此處利用FLUENT來(lái)求某散熱器流體的速率和壓力分布，選擇單一流體進(jìn)行流場(chǎng)分析。建立模型采用ANASYS公司的ICEMCFD軟件建立散熱器二維模型。并對(duì)入口、出口、壁面、流體分布區(qū)域進(jìn)行初步定義。劃分網(wǎng)格采用四邊形網(wǎng)格對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，在壁面邊界參數(shù)較大處對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行適當(dāng)加密。模型設(shè)置由于本模型為小雷諾數(shù)模型，故選擇層流模式。定義邊界條件在散熱器入口處定義流體的密度及初始速度，設(shè)置壁面為無(wú)滑移壁面，設(shè)置散熱器出口為自由出口（outflow），定義流場(chǎng)區(qū)域。初始化與計(jì)算定義松弛因子及其他參數(shù)，初始化流場(chǎng)，定義收斂條件，并建立流動(dòng)的流場(chǎng)，進(jìn)行計(jì)算。
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