Fluent壓力變化的案例
六.壓力山大---Fluent出現的壓力大全解
<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> </strong>首先我們來說一說操作壓力，<strong>對于所有流動，ANSYS Fluent內部使用表壓即相對壓力。當需要絕對壓力時，它是通過將工作壓力加到相對壓力上而產生的</strong>[-fluent help文檔]<strong>。</strong>因此從fluent后處理得到的壓強值都很小，這里的壓強即為<strong>表壓</strong>。在這個相對壓強的基礎上，存在一個壓強即為操作壓強。在Define——Operating Conditions…中，所示的Operating Pressure是操作壓強，默認的操作壓強為一個大氣壓101325Pa。操作壓強有點類似于工況的環境壓力。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZyibBZENW06pvwfZXCZSPyiaN76ibrdbicZDiae4icHicT5N0IF3LM3d7floAYaRyIutv0cJWQMBLg6tnPCjg/640?
展開 FLUENT中的壓力關系（2）：壓力入口
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 伺服運動控制時油缸中的壓力是如何變化的（ 液壓傳動與控制）
其保留的數據描述了位置控制過程中各個參數點對點的數值，并且提供一個不斷變化的目標值，使得曲線數據符合位置反饋閉環。指令信號只是一個期望，告訴伺服系統如何跟隨。然而，實際的油缸運動只是在接近的狀態下進行。
電腦記錄和跟蹤不只是油缸在每個時刻應該所處的位置，而且也包括每時每刻的實際速度，油缸兩腔的壓力。油缸的實際運動與運動指令之間能達到多少的匹配度，是我們這次研究的主題。指令和反饋之間的差值簡稱誤差信號，其及時反映了各個時刻誤差信號的數值大小是多少。
圖2疊加了油缸循環動作過程中無桿腔和有桿腔的壓力變化，同時包含了測量的速度值，以便于計時。我們試圖使壓力變化與各種條件比如加速，勻速，減速，缸伸出，缸縮回等等互相建立關聯。當然，指令曲線還是如圖1所示。
引起興趣最重要的一點在于：當油缸不運動時，油缸壓力并不為零。圖中，曲線變化開始于大約0.6s。在這區間，油缸桿腔和無桿腔的壓力大約各自為790和395psi。其比值與油缸的面積比非常接近，都是約1.9。
圖2. 油缸運動周期中，有桿腔和無桿腔的壓力變化值
壓力控制特性
傳統觀念認為，為了使油缸加速伸出，無桿腔壓力上升而桿腔壓力下降。然而，事實并非如此。在整個周期中，在大約0.7s處油缸加速伸出，無桿腔壓力上升只持續了非常短的時間，但在整個加速伸出的第一個階段，桿腔壓力一直在下降。這就是液壓伺服系統的事實。由于控制閥的壓力控制特性，油缸兩腔的壓力并不為零。
油缸停止，并不是因為流量被切斷，也不是因為閥回了中位。根據牛頓定律，其停止是因為力被帶回了平衡狀態，而平衡條件只有通過閥的壓力控制特性才能實現。而且，閥的壓力控制特性的存在是因為此閥-以及所有滑閥，均存在內泄露。
展開 
伺服運動控制時油缸中的壓力是如何變化的（轉自液壓傳動與控制）
其保留的數據描述了位置控制過程中各個參數點對點的數值，并且提供一個不斷變化的目標值，使得曲線數據符合位置反饋閉環。指令信號只是一個期望，告訴伺服系統如何跟隨。然而，實際的油缸運動只是在接近的狀態下進行。
電腦記錄和跟蹤不只是油缸在每個時刻應該所處的位置，而且也包括每時每刻的實際速度，油缸兩腔的壓力。油缸的實際運動與運動指令之間能達到多少的匹配度，是我們這次研究的主題。指令和反饋之間的差值簡稱誤差信號，其及時反映了各個時刻誤差信號的數值大小是多少。
圖2疊加了油缸循環動作過程中無桿腔和有桿腔的壓力變化，同時包含了測量的速度值，以便于計時。我們試圖使壓力變化與各種條件比如加速，勻速，減速，缸伸出，缸縮回等等互相建立關聯。當然，指令曲線還是如圖1所示。
引起興趣最重要的一點在于：當油缸不運動時，油缸壓力并不為零。圖中，曲線變化開始于大約0.6s。在這區間，油缸桿腔和無桿腔的壓力大約各自為790和395psi。其比值與油缸的面積比非常接近，都是約1.9。
圖2. 油缸運動周期中，有桿腔和無桿腔的壓力變化值
壓力控制特性
傳統觀念認為，為了使油缸加速伸出，無桿腔壓力上升而桿腔壓力下降。然而，事實并非如此。在整個周期中，在大約0.7s處油缸加速伸出，無桿腔壓力上升只持續了非常短的時間，但在整個加速伸出的第一個階段，桿腔壓力一直在下降。這就是液壓伺服系統的事實。由于控制閥的壓力控制特性，油缸兩腔的壓力并不為零。
油缸停止，并不是因為流量被切斷，也不是因為閥回了中位。根據牛頓定律，其停止是因為力被帶回了平衡狀態，而平衡條件只有通過閥的壓力控制特性才能實現。而且，閥的壓力控制特性的存在是因為此閥-以及所有滑閥，均存在內泄露。
展開 ANSYS Fluent 管內相變化流動實例 附ANSYS Fluent UDF Manual下載
你可以從Fluent材料設置庫中搜尋到這些材料作為分析使用。
管內流動勾選表面張力模塊。
液態水變化至蒸氣的機制選擇Evaporation-Condensation模塊。Evaporation-Condensation可計算液態質量變化傳遞至氣態的模型，Lee Model已將水的相變化模型自帶導入ANSYS Fluent中，你可設置水的飽和溫度為373K，及沸騰溫度，或更詳細地設置環境飽和蒸汽壓力及飽和溫度的關系。
加熱壁面：本例模型為加速蒸發沸騰現象，給予一較高的熱通量做加熱用。
設置初始水量：ANSYS Fluent通過Patch功能對水量位置及大小做設置。
首先我們在Solution/Initialization中給予放入液態水之前的工況狀態，如溫度/壓力等狀態...
當點擊Initialize后，右側Patch便喚起可作設置；進行Patch前，需先對液態水的位置跟大小作設置后，才能Patch于指定區域。
在Domain/Adapt/Cell Registers/New/Region中，輸入我們要實現液態水體積的坐標位置。
通常我們會選擇采Inside來設置，輸入的X, Y, Z坐標范圍僅有在計算域內的才會建立出，因此，我們可大膽地把范圍設定在模型的極限坐標之外。
上述完成后，我們點擊Patch進行設置。
展開 fluent模擬旋轉壓力噴嘴霧化
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。
fluent中的壓力求解器和密度求解器
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。對燃燒、多相流問題更加有效。
耦合求解器—內存使用量是分離算法的1.5～2倍，收斂速度提高5～10倍。可以和所有動網格、多相流、燃燒、和化學反應模型兼容，收斂速度遠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N-S方程(此方程理論上是絕對穩定的)，將穩態問題轉化為時間推進的瞬態問題，由給定的初場時間推進到收斂的穩態解，即時間推進法。適用于求解亞音速、高超音速等的強可壓縮問題。
展開 FLUENT中的壓力關系（1）：流量入口
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 fluent中幾個壓力之間的關系及定義
在fluent中會出現這么幾個壓力：
Static pressure（靜壓） Dynamic pressure（動壓） Total pressure（總壓）
這幾個壓力是空氣動力學的概念,它們之間的關系為:
Total pressure（總壓）= Static pressure（靜壓z） + Dynamic pressure（動壓）
滯止壓力等于總壓(因為滯止壓力就是速度為0時的壓力,此時動壓為0.)
Static pressure（靜壓）就是你測量的，比如你現在測量空氣壓力是一個大氣壓
而在fluent中，又定義了兩個壓力：
Absolute pressure（絕對壓力） Relative pressure（參考壓力）
還有兩個壓力：
operating pressure（操作壓力） gauge pressure（表壓）
Absolute pressure（絕對壓力）= operating pressure（操作壓力） + gauge pressure（表壓）
上面幾個壓力實際上有些是一一對應的，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
對于可壓縮流動:
把操作壓力設為0 ,把表壓看作絕對壓力
展開 『分享』關于FLUENT出入口壓力對計算的影響
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。
[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，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，而不僅僅局限于傳統的應用范圍。
兩種方法的速度場都是通過求解動量方程得來的，基于密度方法的連續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方程。另一方面，對于基于壓力方法，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和動量方程獲得的。
專門應用于基于壓力方法的情況：
1空化模型（液體內局部壓力降低時，液體內部或液固交界面上蒸氣或氣體的空穴（空泡）的形成、發展和潰滅的過程。）
2VOF模型
3多相混合模型
4歐拉多相流模型
5非預混燃燒模型
6預混燃燒模型
7部分預混燃燒模型
8組成PDF運輸模式
9煤煙模型
10羅斯藍底輻射模型
11融化凝固模型
12外殼傳導模型
13浮動操作壓力
14多孔介質的物理速度模型
15指定周期性流動流向的質量流率
專門應用于基于密度方法的情況
1真實的氣體模型（用戶自定義）
2非反射邊界條件
3濕蒸汽的多相流模型
本文轉自網絡，感謝原作者。
展開 FLUENT精典案例-翼型俯仰運動仿真（NACA0012，壓力遠場邊界）-#354
13、瞬態基本情況
（1）5s時壓力云圖
（2）5s時翼型表面壓力系數分布
（3）翼型俯仰運動過程中升力變化
說明：將瞬態計算時間步長改小（譬如改為0.001s），則能夠得到很光滑的曲線。
（4）翼型俯仰運動過程中阻力變化
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（其中瞬態仿真是將設置文件導出后，單獨使用FLUENT計算）。
2、仿真設置與上述推送內容的描述相同，且文中基本包含了仿真設置的過程。
3、本例有高清有聲視頻教程。
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。并對入口、出口、壁面、流體分布區域進行初步定義。劃分網格采用四邊形網格對其進行網格劃分，在壁面邊界參數較大處對網格進行適當加密。模型設置由于本模型為小雷諾數模型，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，設置壁面為無滑移壁面，設置散熱器出口為自由出口（outflow），定義流場區域。初始化與計算定義松弛因子及其他參數，初始化流場，定義收斂條件，并建立流動的流場，進行計算。
