Fluent出口流量的案例
ANSYS Fluent 邊界條件（二）之outflow自由出口
ANSYS Fluent 邊界條件outflow自由出口的介紹及使用。
一、outflow簡介
當出口壓力與速度均未知時，可以使用Outflow邊界條件。該邊界通常無需定義任何物理參數，Fluent利用計算域內部信息通過數值外插獲取該邊界上的物理量分布。
Fluent將outflow邊界視作充分發展邊界，假設該邊界上的流動滿足充分發展流動假設。充分發展的流動是流動速度分布(和/或其他性質的分布，如溫度)在流動方向上不變的流動。需要注意的是，在Outflow邊界上只有法向方向的擴散通量為零，切向方向依然可以存在梯度。
二、使用限制
入口為壓力入口時，不可以使用outflow，此時應該使用壓力出口；
outflow邊界不能用于可壓縮流動，不可壓縮流動最好用壓力出口；
在不可壓縮的情況下，歐拉模型或混合多相模型可以使用outflow邊界。但如果出口可能產生回流，或流場在出口位置非充分發展時，通常使用壓力出口邊界。
三、使用說明
在完全展開的流中，流出邊界條件是遵循的，其中出口方向上所有流動變量的擴散通量為零。但是，也可以在流動尚未完全展開的物理邊界處定義流出邊界，如果出口處的零擴散通量假設預計會對流動解決方案產生很小的影響，則可以放心使用。
位置A作為Outflow邊界通常會計算不收斂，計算結果通常是無效的。因為該位置存在嚴重的流動回流，通過該邊界的質量流量是不確定的。此時應當使用壓力出口邊界；
位置B位于后向臺階再循環再附點附近。在該位置使用Outflow邊界是不合適的。該位置垂直于出口平面的梯度很大，可以預料到該邊界對上游流場影響較大，因此在該位置選擇Outflow邊界是不合適的；
位置C所示的出口邊界位于流動充分發展的區域。
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 334-梯形繞流渦街（卡門渦街流量計）FLUENT仿真
334-梯形繞流渦街（卡門渦街流量計）FLUENT仿真
01
案例介紹
本例為如下圖所示的梯形柱，置于流體中，使用二維仿真，模擬通過梯形柱的渦街情況（參數符合渦街條件）。
02
網格情況
03
基本設置
1、湍流模型
2、設定介質
3、設置來流速度
4、設置出口
5、設置兩側為移動邊界，速度與來流速度相同
6、可以設置自動保存，以方便用POST出動畫
7、初始化后先作穩態計算。（也可以一開始就作瞬態計算，但先穩態后瞬態出渦街快）。
8、穩定后作瞬態計算，并設置時間步長和步數。
9、基本結果圖
04
使用軟件
CAD2015平面圖形；WORKBENCH19.2及其中的ICEM、FLEUNT、POST完成仿真（其中使用ICEM制作結構網格、CFD-POST生成動畫）；TECPLOT2019R1基本出圖。
展開 氫氣減壓閥FLUENT仿真質量、流量計算、氫氣溫度負40。 ￥49
ANSYS版本為2022R2，內含仿真1G大小文件，模型
