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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 『分享』關于FLUENT出入口壓力對計算的影響
我在計算迷宮密封環的時候,期望得到密封效果的數據,給出了進口總壓,背壓呢,覺得反正只有在有回流的情況下才會使用到,就隨便設置了0。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。
展開 非均勻入口流速瞬態計算,相關設置都在fluent的case文件中 ¥30
非均勻入口流速瞬態計算,相關設置都在fluent的case文件中

fluent中采用rosin-rammler粒徑分布后,入口出現大量粒子逃逸該如何解決
對螺桿式空壓機油氣分離器在fluent中仿真,連續相為空氣,離散相為油液,先計算空氣場穩定后,再射入dpm粒子,粒子屬性為油液。入口進入的油液質量流量為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℃,進出口邊界條件設置為逃逸,壁面的邊界體條件設置為捕捉。
第一次計算粒子射入,dpm粒徑設置為uniform,粒徑為0.00005m,計算后,入口處有很少量的粒子逃逸(在0.08kg/s左右),入口壓力為預期壓力(為7bar左右),進出口監測的空氣流量穩定0.9572kg/s左右,出口的速度穩定在16.6m/s左右,出口的溫度在90℃左右。
第二次計算粒子射入時,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%),入口出現大量粒子逃逸(1.2kg/s左右),入口的壓力降低到6.5bar,與預期7bar有一定差距且低于出口壓力6.9bar。
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