Fluent邊界條件設置的案例
三十三、Fluent邊界條件湍流參數設置詳解
邊界條件概述</strong></p><p> </p><p><strong>1.1 邊界條件概念</strong></p><p><br></p><p>邊界條件說白了就是求解微分方程的某些附加條件，這些附加條件對計算邊界做出了要求，比如某個邊界溫度必須為500K，Fluent求解時必須首先滿足這些要求。</p><p><br></p><p>求解任何微分方程都需要給定兩類條件才能求出定解，一類是邊界條件，另一類就是初始條件。</p><p><br></p><p>Fluent恰巧需要用戶給出這兩類條件(實際上任何數值軟件如Matlab都需要給出這兩類條件)。</p><p><br></p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZy9N2FhkJ4HWNaJA2DPQMlmMoksqiarYia3g2gcIFcX69xUNVFYkus6YERyYGMtlNO7wqAAbgQy3UY9Q/640?wx_fmt=png"> </p><p><br></p><p><strong>1.2 Fluent邊界條件</strong></p><p><br></p><p>Fluent邊界條件類型非常非常豐富，僅僅針對進出口邊界，Fluent就提供了12種邊界條件類型。
展開 [問題討論]Fluent中的邊界條件設置總結
7， 進口通風（inlet vent）：進口風扇條件需要給定一個損失系數，流動方向和環境總壓和總溫。
8， 進口風扇（intake fan）：進口風扇條件需要給定壓降，流動方向和環境總壓和總溫。
9， 出口通風（out let vent）：排出風扇給定損失系數和環境靜壓和靜溫。
10, 排氣扇（exhaust fan）：排除風扇給定壓降，環境靜壓。
11，對稱邊界（symmetry）：對稱邊界條件適用于流動及傳熱場是對稱的情況。
12，周期性邊界（periodic）：如果我們關心的流動，其幾何邊界，流動和換熱是周期性重復的，那么可以采取周期性邊界條件。
13，固壁邊界（wall）：對于粘性流動問題，FLUENT默認設置是壁面無滑移條件。對于壁面有平移運動或者旋轉運動時，可以指定壁面切向速度分量，也可以給出壁面切應力從而模擬壁面滑移。
一、速度進口邊界條件（velocity-inlet）
給出進口速度及需要計算的所有標量值。該邊界條件適用于不可壓縮流動問題，對可壓縮問題不適用，否則該入口邊界條件會使入口處的總溫或總壓有一定的波動。
展開 fluent邊界條件的修改與設定的一些技巧
求解邊界條件的確定是計算流體力學中一個非常重要的問題。流場的數值模擬需在有限區域內進行，因此，在區域邊界上給定邊界條件時要求在數學上滿足適定性，在物理上具有明顯意義。 邊界條件一般是在求解區域的邊界上，求解的變量隨地點和時間的變化情況。對于Fluent計算，邊界條件的設置直接影響到計算結果的精度。
1、邊界條件分類
從應用角度來看，fluent中邊界條件分類如下：
（1）進出口邊界條件：壓力、速度、質量進口、進風口、進氣扇、壓力出口、壓力遠場邊界條件、質量出口、通風口、排氣扇；
（2）壁面、repeating, and pole boundaries：壁面，對稱，周期，軸；
（3）內部單元區域：流體、固體( 多孔是一種流動區域類型)；
（4）內部表面邊界：風扇、散熱器、多孔跳躍、壁面、內部。（內部表面邊界條件定義在單元表面，這意味著它們沒有有限厚度，并提供了流場性質的每一步的變化。這些邊界條件用來補充描述排氣扇、細孔薄膜以及散熱器的物理模型。內部表面區域的內部類型不需要你輸入任何東西。)
2、邊界條件面板
邊界條件面板通過以下步驟打開：fluent打開——讀取mesh——選擇Define——Boundary Conditions...，到此面板已經打開，見下圖：
通過面板，可以發現，能夠進行以下設置：邊界類型的更改、邊界條件的給定、以及邊界條件的復制。
（1）邊界類型的更改
假如我們在前處理軟件中，只是對邊界進行了分隔開，而沒有進行適當的設定時，或者原本設定的邊界條件有誤時，此時，我們可以通過以下操作進行更改類型。
首先在Zone中選擇要更改的邊界名，得到下面的示意圖。
展開 fluent使用經驗 y+ 周期性邊界條件 收斂標準 修改fluent中單位
1.define-general-scale中，view length unit in表示設置長度的工作單位。
2.write case的時候如果輸出文件的后綴為.cas.gz(或者.gz),那么，cas文件將以壓縮包的形式保存。讀入的時候直接讀入壓縮文件即可。
3.三種判斷收斂的方法：（1）殘差達到一個可以接受的程度：默認出了能量是10^-6以外，其余的全是10^-3。
（2）求解值不再隨迭代發生改變：有時候，殘差還在下降，但是某些監視的流動變量不再發生變化即可。
（3）系統的質量、動量、能量達到平衡：利用flux report實現，要求凈不平衡量小于0.2%。
4.創建一對周期性邊界的的方法：（1）在命令框中按回車，得到命令提示符>
（2）輸入mesh/modify-zones/make-periodic,再根據提示選擇相應的面。
5.outflow邊界條件不需要給定任何入口的物理條件，但是應用也會有限制，大致為以下四點：
1.只能用于不可壓縮流動
2.出口處流動充分發展
3.不能與任何壓力邊界條件搭配使用（壓力入口、壓力出口）
4.不能用于計算流量分配問題（比如有多個出口的問題）
6.在壓力出口中，會要求輸入相應的backflow turbulent intensity等值，這些值只有在迭代時產生返流的時候才會使用，
通常設置成一個合理的值。算例14中，設置為intensity 10%，diameter hydraulic按實際模型數值。
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邊界條件設置圖片
邊界條件設置圖片
abaqus土體邊界條件怎么設置
如題
ANSYS Fluent 邊界條件（二）之outflow自由出口
在此位置，Outflow邊界條件完全符合。
四、使用設置
文章來源：水木制造
可壓縮流體邊界條件的設置
最近，在做超臨界CO2流體的傳熱和流動模擬，邊界條件的設置總是不太清楚，請高手們指點下
STAR CCM+中關于邊界條件的設置(二)
3.入口邊界條件
入口邊界條件包含的速度入口、質量流量入口和停滯入口。在計算前是需要對氣流的方向進行指定的。在一般情況下只考慮三種情況如下圖所示，邊界幾何法向指定：氣流方向與入口邊界垂直；參考角度：設置與邊界形成的夾角；坐標合成：設置局部或全局坐標系上各個分量。
入口邊界的氣流方向不同對結果影響較大，以一個案例來說明在不同角度下整場的速度分布，如下圖。左圖為指定X方向的流動，該流動方向與入口邊界法向相同，在整個求解域中得到相對均勻的速度場分布。右圖為在Z方向上增加了一個速度分量w入口處的氣流與入口邊界形成一個夾角，氣流進入求解域后沿XZ合速度方向流動，受到頂部壁面和出口的共同影響形成拱形的速度流場分布。
入口邊界條件與氣流的流動息息相關，對于不同規范（通常使用雷諾數Re表征速度的大小，時間尺度表征定常及非定常等），熱交換假設等都適用。以一個表格來簡單總結一下入口可以設置的物質量。
文章來源： 今宏科技Gohope
展開 關于Fluent熱邊界條件清單
1、壁面熱邊界，是基于Fluent計算傳熱問題的關鍵，因此大家有必須把各類邊界條件研究清楚。
-熱通量（熱流密度）；
-溫度
-對流
-輻射
-混合
-基于系統耦合器
-基于映射界面
2、Fluent壁面熱邊界條件的理論基礎就是1維傳熱學
3、熱流密度邊界：
上述適用于壁面臨近的區域為流體區域，當壁面臨界的區域為固體區域時，則使用下式計算：
4、溫度邊界：
壁面一側為流體區域時
壁面一側為固體區域時
5、對流邊界：
對流換熱邊界只針對流體，基于傳遞熱通量相等原理，得到了上式，默認在壁面位置沒有溫降低也沒有吸熱，如果用戶設置了壁面厚度，則可以考慮熱阻，如果用戶設置生熱率則可以考慮壁面發熱。
6、熱輻射邊界：
熱輻射邊界只針對流體，基于傳遞熱通量相等原理，得到了上式，在Fluent流體區域一側熱量基于對流換熱計算，在壁面外側熱量基于輻射傳熱定律計算。默認在壁面位置沒有溫降低也沒有吸熱，如果用戶設置了壁面厚度，則可以考慮熱阻，如果用戶設置生熱率則可以考慮壁面發熱。
7、混合傳熱邊界：
混合傳熱邊界只針對流體，基于傳遞熱通量相等原理，得到了上式，在Fluent流體區域一側熱量基于對流換熱計算，在壁面外側熱量基于輻射傳熱定律和對流換熱計算計算。默認在壁面位置沒有溫降低也沒有吸熱，如果用戶設置了壁面厚度，則可以考慮熱阻，如果用戶設置生熱率則可以考慮壁面發熱。
展開 STAR CCM+中關于邊界條件的設置(三)
4.出口邊界條件
出口邊界條件包含了靜壓力出口和“出口”。靜壓力出口比較常用，通常需要設置背壓值，在考慮到熱交換的時候也需要設置溫度參考值；靜壓力出口無法指定速度的方向；靜壓力出口可以配合所有的入口邊界條件來使用。
出口的位置也會對整個流場起著關鍵性作用，不同的出口位置也會導致整個流場的分布不同。如下圖所示。入口處氣流為均勻的法向方向，出口為靜壓力出口相同的背壓，相同的出口面積。但出口位置不同導致整場的速度分布不同。左圖的出入口之間的夾角較小，氣流分布相對流暢。右圖出入口之間夾角較大，導致整個氣流的流動向出口處偏轉。
“出口”出口邊界條件可以設置不同出口之間的流量的分配比率。不同的的分配比率影響整個流場的分布不同。仍使用第一個案例來說明“出口”邊界類型對流場的影響，如下圖所示。左圖為靜壓力出口，兩出口的背壓相同，由于出口管路的內徑大小不同造成出口管路的壓損不同，內徑較小的壓損較大流量較小，內徑較大的壓損較小流量
較大。往往在計算時求解域只保留的一段模型，對于1，2的背壓有時無法直接給出，但是可以給出的是1，2之間的流量分配比率。在這種情況下可以使用“出口”這種邊界條件來反映真實的工況。
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STAR CCM+中關于邊界條件的設置(一)
在CFD計算時邊界條件的設置是十分重要的一個環節，邊界條件的準確與否會直接影響最終的計算結果，計算的收斂速度，計算假設的合理性等等。邊界條件表示的是使用數學的方法將求解域與外部空間相互作用的結果，使用邊界上條件進行假設。值得注意的是一個CFD求解精度只能達到邊界條件的精度。
1.邊界條件類型概述
從求解空間上分可以分為內流場和外流場：
下圖是內流場示意圖，一般類型的內流場包含了入口、出口和壁面。入口有速度入口、質量流量入口和總壓入口；出口有出口和靜壓出口；壁面有光滑壁面、粗糙壁面、移動壁面、絕熱壁面等等。在STARCCM+中使用不同的圖標表示出來。
下圖是外流場示意圖，一般類型的外流場包含了入口、出口和壁面。入口有速度入口、質量流量入口和總壓入口；出口有出口和靜壓出口；目標壁面有光滑壁面、粗糙壁面、移動壁面、絕熱壁面等等；地面有光滑壁面、粗糙壁面、移動壁面、絕熱壁面等等；頂部面有對稱和滑移等。在STARCCM+中使用不同的圖標表示出來。
2.壁面邊界條件
在流動狀態下壁面邊界條件包含三種情況，剪切應力的假設、表面粗糙度假設、表面速度假設。如下圖所示，剪切應力假設：當表面設置為滑移狀態時表面速度與求解域內第一層網格內速度相等，反之當表面無滑移時表面速度為0；粗糙度假設：當表面設置為0時表面速度將不受粗糙度K的影響，反之則受影響；表面速度假設：相當于在壁面設置了速度矢量，表面的速度為u不再為0，那么整個求解域的計算將受到壁面速度u的影響。
表面速度假設對整場速度分布的影響最大，以一個案例來解釋對整場速度分布的影響如下圖所示。求解域有一個進口，兩個出口，最頂部的壁面考慮靜止和移動后對整場速度的影響。
展開 gambit劃分網格和fluent邊界條件小結
需要請自取
劃分網格和邊界條件.pptx
通過設置FDTD邊界條件提高三維結構計算效率
本篇以AZO-Ag-AZO三層平面薄膜為例，在計算該結構的透射率、吸收率或反射率等參數過程中，通過不同的邊界條件設置實現了計算時間和內存的縮減，提高仿真效率。
1. 結構布置
2. 模型三維示意圖：中間為Ag層，上下兩層為AZO層
3. 三維FDTD仿真區域設定
4. 最常見的構造二維周期無限大結構的方方法是設置兩對周期性邊界條件：x min，x max，y min，y max均為periodic。
5. 常見FDTD區域俯視圖
6. 特殊的，若結構在X或Y方向對稱分布，可選擇該方向上的symmetric條件
7. 結構在X方向對稱分布的FDTD區域，只計算其中一半區域的電磁場特征
8. 若結構平面在X和Y方向上均對稱分布，可選其中一組為Anti-symmetric條件
9. 在對稱-反對稱邊界條件的設置下，僅計算模型FDTD區域的1/4
10. 三種情況下分別對應的計算內存要求，依次遞減。
11. 上下AZO層厚度不同時在550 nm波長下的透射率譜
總結：周期性邊界條件的設定可為特殊結構制定合適的計算策略，可大大降低模型仿真對計算機內存的要求，縮減計算時間，提高計算效率，尤其是對需要大量參數化掃描結構計算的情形。
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公眾號:320科技工作室.
展開 [問題討論]Fluent邊界條件中的各種壓強（Pressure)解釋
由于ANSYS FLUENT中所有需輸入的壓力都為表壓，因此此時可以將操作壓力設定為0（這樣可以最小化由于壓力脈動而引起的誤差），使表壓與絕對壓力相等。
4). 如果密度設定為常數或者其值由通過溫度變化的函數獲得，操作壓力并沒有在計算密度的過程中被使用。
5). 默認的操作壓力為101325Pa。
操作壓力的設定主要基于兩點考慮，一是流動馬赫數的大小，二是密度計算方法。
6. Fluent中參考壓力設置
對于不涉及任何壓力邊界條件的不可壓縮流動，ANSYS FLUENT在每次迭代后要調整表壓值。這個過程通過使用參考壓力位置處（或該位置附近）節點的壓力完成。因此，參考壓力位置處的表壓應一直為0。如果使用了壓力邊界條件，則不會使用到上述關系，因此參考壓力位置不被使用。
參考壓力位置默認為等于或接近（0，0，0）的節點中心位置。實際計算中可能需要設置參考壓力位置到絕對靜壓已知的位置處。在Operating Conditions對話框中的Reference Pressure Location選項組中設置新的參考壓力位置的x，y，z的坐標即可。
如果要考慮某一方向的加速度，如重力，可以勾選Gravity復選框。
對于VOF計算，應當選擇SpecifiedOperating Density，并且在OperatingDensity 下為最輕相設置密度。這樣做排除了水力靜壓的積累，提高了round-off精度為動量平衡。同樣需要打開 Implicit Body Force，部分平衡壓力梯度和動量方程中體積力，提高解的收斂性。
ReferencePressure Location（參考壓強位置）應是位于流體永遠是100%的某一相（空氣）的區域，光滑和快速收斂是其基本條件。
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