Fluent壓力曲線的案例
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，因此不同的物理場適用于不同的壓力。今天我們來詳細(xì)的講解一下這些壓力的意義及其應(yīng)用場合。</p><p> </p><p> <strong> </strong>首先我們來說一說操作壓力，<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中的壓力關(guān)系（2）：壓力入口
上次談過不可壓縮流動(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粘流Inviscid，如圖4所示。
圖 4無粘流動(dòng)
無粘計(jì)算的總壓統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖5所示。
展開 FLUENT中的各種壓力關(guān)系—壓力邊界
上次談過不可壓縮流動(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粘流Inviscid，如圖4所示。
圖 4 無粘流動(dòng)
無粘計(jì)算的總壓統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖5所示。
圖 5 無粘計(jì)算總壓統(tǒng)計(jì)
從圖5可以看出，采用無粘模型計(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 壓邊圈壓力曲線的定義
為什么壓邊圈的壓力曲線定義會(huì)這樣有誰能告訴我。
附上圖片和設(shè)置文件
9981.rar
LS-DYNA軟件使用S-ALE方法，如何查看流體區(qū)域的壓力曲線？
在后處理時(shí)，如果想要查看ale單元的壓力曲線，在selpart時(shí)，先不要取消掉S-ALEmesh，不要只留下fluid（ale）part，如下圖
這樣的話，你在history下選擇element時(shí)，雖然顯示的你可以選中單元，但是，你plot出來的都是0，不是真正的壓力曲線。
正確的做法是，將part S-ALE mesh顯示出來，然后再選擇你想查看的 單元 的 壓力曲線，就ok了
Tecplot消隱工具的使用【Value Blanking】 附Tecplot畫壓力系數(shù)曲線下載
下載地址：Tecplot畫壓力系數(shù)曲線
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中的壓力關(guān)系（1）：流量入口
圖 9總壓與自定義壓力曲線
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 『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，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，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！
我想問問哪位高手可以指點(diǎn)我一下，我哪里錯(cuò)了。
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，繼而由壓力方程進(jìn)行修正使得速度場滿足連續(xù)性條件。由于壓力方程來源于連續(xù)性方程和動(dòng)量方程，從而保證流場的模擬同時(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)問題轉(zhuǎn)化為時(shí)間推進(jìn)的瞬態(tài)問題，由給定的初場時(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)可壓縮問題。
展開 
[問題討論]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。
兩種方法的速度場都是通過求解動(dòng)量方程得來的，基于密度方法的連續(xù)性方程被用來獲得密度分布，而壓力分布則是通過求解狀態(tài)方程。另一方面，對(duì)于基于壓力方法，壓力場分布是通過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 利用FLUENT來求某散熱器流體的速率和壓力分布
此處利用FLUENT來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)置壁面為無滑移壁面，設(shè)置散熱器出口為自由出口（outflow），定義流場區(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，定義收斂條件，并建立流動(dòng)的流場，進(jìn)行計(jì)算。
FLUENT中的非穩(wěn)態(tài)的殘差曲線
FLUENT中可選耦合式和分離式解法。
對(duì)于非穩(wěn)態(tài)問題，unsteady, 則會(huì)出現(xiàn)時(shí)間相關(guān)項(xiàng)的計(jì)算方法選項(xiàng)： 如一階隱式，二階隱式、
注意，顯式只是對(duì)于耦合顯式求解器有效。
PISO適合于瞬態(tài)模擬，特別是時(shí)間步長較大到情況。取1.0的欠松弛因子可以保證計(jì)算的穩(wěn)定性。或者網(wǎng)格變形度高的地方。但是對(duì)于LES而言，由于LES需要更小的時(shí)間步長，因此不適合用PISO。LES 最好使用SIMPLE(C)算法。
Courant Number 用來控制耦合求解的時(shí)間步長。時(shí)間步長與courantnumber成正比。因此顯式需嚴(yán)格控制時(shí)間步長，courant number。
非穩(wěn)態(tài)的殘差圖中，每一次更新都會(huì)使殘差變大，因此會(huì)是一條振蕩的曲線。此外，x軸是對(duì)數(shù)軸，因此每次屏滿了之后都會(huì)重新調(diào)X軸，導(dǎo)致曲線彎曲。
時(shí)間步長越小，越不容易發(fā)散，特別是顯式計(jì)算對(duì)時(shí)間步長的要求很嚴(yán)格。如果在設(shè)定的最大迭代數(shù)（20）內(nèi)還沒收斂，可能是要減小時(shí)間步長或者減小courant數(shù)。
通過殘差曲線來看收斂性：
- 一般的，殘差下降三個(gè)數(shù)量級(jí)表示至少達(dá)到了定性的收斂，流場的主要特征已經(jīng)形成。
- 壓力基求解器的能量殘差應(yīng)該下降到10-6以下
- 檢查全局通量守恒：檢查（NetResults)應(yīng)該小于通過邊界通量的最小值的1%。（在Reports ->fluxes->mass flowrate->boundaries, 再compute)。
收斂遇到困難？？？？
對(duì)一些病態(tài)問題，差質(zhì)量的網(wǎng)格或者不合理的求解器設(shè)置都會(huì)出現(xiàn)數(shù)值的不穩(wěn)定性。
變現(xiàn)為殘差曲線上揚(yáng)（不收斂，發(fā)散）或者幾乎水平（不下降）
發(fā)散意味著守恒方程的不平衡增加。
展開 FLUENT精典案例-翼型俯仰運(yùn)動(dòng)仿真（NACA0012，壓力遠(yuǎn)場邊界）-#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)過程中升力變化
說明：將瞬態(tài)計(jì)算時(shí)間步長改小（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)置的過程。
3、本例有高清有聲視頻教程。
