Fluent壓力設(shè)置的案例
六.壓力山大---Fluent出現(xiàn)的壓力大全解
wx_fmt=png"></p><p class="ql-align-center">圖3.操作壓力的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)</p><p> 一般來(lái)說(shuō)，如果密度為常數(shù)，那么操作壓力保持默認(rèn)即可；如果是高馬赫數(shù)可壓縮流動(dòng)，可將操作壓力設(shè)置為0，即表壓等于絕對(duì)壓力；對(duì)于低馬赫數(shù)可壓縮流動(dòng)，需要設(shè)置操作壓力為平均壓力，這樣做是為了避免截?cái)嗾`差的產(chǎn)生。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZyibBZENW06pvwfZXCZSPyiaN77AFdvShqT7LlfibtiaA8frJXia2DxjdBlR1G2IPhmus1vmzdYwMmG0tYQ/640?wx_fmt=png"></p><p class="ql-align-center">圖4.參考壓力位置的設(shè)置</p><p> 在操作壓力界面，還要參考壓力位置這個(gè)參數(shù)，它實(shí)際上是讓我們輸入一個(gè)網(wǎng)格的坐標(biāo)，用來(lái)調(diào)整不涉及任何壓力邊界的不可壓縮流動(dòng)的表壓。當(dāng)我們的模型邊界涉及到壓力邊界，那么就不必設(shè)置這個(gè)參數(shù)，一般參考壓力位置為靜壓為0的點(diǎn)。</p><p><br></p><p> 在邊界條件的設(shè)置中，仍然會(huì)出現(xiàn)壓力的設(shè)置，如壓力進(jìn)口邊界條件。對(duì)于Gauge Total Pressure（表總壓）很好理解，由于設(shè)置的壓力進(jìn)口，因此需要指定進(jìn)口的壓力即為Gauge Total Pressure。
展開(kāi) 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(kāi) 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(kāi) COMSOL中設(shè)置靜水壓力為初始地層壓力 ￥30
提供COMSOL地下水流動(dòng)模塊設(shè)置靜水壓力為初始地層壓力的算例，具體案例在帖子后面。
SimufactForming系列教程（六--五）---壓力機(jī)設(shè)置詳解5---螺旋壓力機(jī)
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SimufactForming系列教程（六--六）---壓力機(jī)設(shè)置詳解6---表格驅(qū)動(dòng)壓力機(jī)
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如何設(shè)置總線(xiàn)閥島的壓力？
總線(xiàn)閥島作為氣動(dòng)控制的核心組件，性能直接影響整條產(chǎn)線(xiàn)的穩(wěn)定性與效率，作為全球領(lǐng)先的氣動(dòng)解決方案供應(yīng)商，埃邁諾冠（IMI Norgren）主要為客戶(hù)提供高可靠性、智能化的總線(xiàn)閥島產(chǎn)品，然而許多工程師在實(shí)際應(yīng)用中常面臨一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：如何正確設(shè)置總線(xiàn)閥島的工作壓力？ 埃邁諾冠（IMI Norgren）將為您詳細(xì)解析這一操作流程，并介紹IMI Norgren閥島產(chǎn)品的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
總線(xiàn)閥島：https://www.norgren.com.cn/3148.html
為何壓力設(shè)置非常重要？
總線(xiàn)閥島的壓力設(shè)置不僅關(guān)系到執(zhí)行元件（如氣缸）的動(dòng)作速度與力度，還直接影響能耗、系統(tǒng)壽命及安全性，壓力過(guò)高可能導(dǎo)致密封件老化、元件磨損甚至爆管；壓力過(guò)低則可能造成動(dòng)作遲緩、不到位，影響生產(chǎn)節(jié)拍，因此精準(zhǔn)的壓力控制是保障自動(dòng)化系統(tǒng)高效運(yùn)行的基礎(chǔ)。
IMI Norgren總線(xiàn)閥島的壓力設(shè)置步驟
確認(rèn)系統(tǒng)需求
在設(shè)置前，需明確執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的工作壓力范圍，參考設(shè)備手冊(cè)或工藝要求，確定最小與最大壓力值。
選擇帶壓力調(diào)節(jié)功能的閥島型號(hào)
IMI Norgren多款總線(xiàn)閥島（如Norgren Numatics 530系列、20系列等）支持集成式壓力調(diào)節(jié)模塊，可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)旋鈕或遠(yuǎn)程數(shù)字信號(hào)（如IO-Link、PROFINET）進(jìn)行調(diào)節(jié)。
機(jī)械調(diào)壓（適用于帶調(diào)壓閥型號(hào)）
關(guān)閉氣源，釋放殘余壓力。
使用內(nèi)六角扳手或?qū)Ｓ霉ぞ咝D(zhuǎn)調(diào)壓旋鈕：順時(shí)針增加壓力，逆時(shí)針降低。
緩慢開(kāi)啟氣源，觀察壓力表直至達(dá)到目標(biāo)值。
鎖定調(diào)壓旋鈕（如有鎖定機(jī)構(gòu)），防止誤調(diào)。
展開(kāi) 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
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(chēng)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(xiàn)
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(kāi) 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(mǎn)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(mǎn)足質(zhì)量守恒和動(dòng)量守恒。
分類(lèi)：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(kāi) 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(kāi) 
SimufactForming系列教程（六--二）---壓力機(jī)設(shè)置詳解
SimufactForming系列教程（六--二）---壓力機(jī)設(shè)置詳解
『分享』關(guān)于FLUENT出入口壓力對(duì)計(jì)算的影響
我在計(jì)算迷宮密封環(huán)的時(shí)候，期望得到密封效果的數(shù)據(jù)，給出了進(jìn)口總壓，背壓呢，覺(jué)得反正只有在有回流的情況下才會(huì)使用到，就隨便設(shè)置了0。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。
展開(kāi) [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(zhuān)門(mén)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(zhuān)門(mén)應(yīng)用于基于密度方法的情況
1真實(shí)的氣體模型（用戶(hù)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(kāi) SimufactForming系列教程（六--七）---壓力機(jī)設(shè)置詳解7
SimufactForming系列教程（六--七）---壓力機(jī)設(shè)置詳解7
