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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。

本文將執行一個單向流固耦合分析流程，先在Hypermesh前處理器進行流體域的建立和CFD網格劃分，然后導入至Fluent求解器進行流場計算，得到流體與固體界面的壓強信息，隨后將Fluent中計算得到的壓力信息映射至結構網格上，并使用Optistruct求解器進行結構力學分析。

在流動的計算過程需要設定的邊界條件包括： （1） 流動入口條件：根據吸氣試驗的要求將流動入口設置為壓力邊界條件，其中入口處壓值定義為大氣壓力，且氣體沿軸線方向流動； （2） 流動出口條件：根據吸氣試驗的要求將流動入口設置為壓力邊界條件，出口壓力值定義為 0，即出口處沒有外界的作用； （3） 壁面邊界條件：主要為通流區的管壁表面。

Fluent具有豐富的物理模型、先進的數值方法和強大的前后處理功能，在航空航天、汽車設計、石油天然氣和渦輪機設計等方面都有著廣泛的應用。1. 前處理在fluent計算前應先設置流域的各個邊界面（例如壓力出口、壓力入口以及想要監測數據的面等等），這里以ANSYS的workbench界面做一個相關展示。本算例模型來源于航空航天領域的伺服閥前置級的部分射流流域（尺寸、形狀做了相應簡化）。

wx_fmt=png"></p><p class="ql-align-center">圖1.計算算例靜壓顯示值（一般為較小的值）</p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;前面已經提到表壓力即為相對壓力，那么順理成章地絕對壓力應該為操作壓力與表壓的之和，我們指定的所有壓力以及ANSYS Fluent計算或報告的所有壓力均為表壓力。

2 SCDM 設置2.1 導入幾何左邊為入口，右邊為出口。下圖為外部流場幾何圖。下圖為內部流場幾何圖。3 FLUENT MESHING設置采用了Fluent meshing進行前處理，采用多面體的方法對體網格進行劃分。由于穩態計算結果比較可信，此處選擇了相同的劃分的方式與尺寸。

比如如果是發動機，軟件在后續邊界條件要求上會出現，發動機入口壓力、噴口壓力、噴口溫度、噴口流量等。但這里戰機模型是一個整體部件，且暫不考慮那么細，所以直接將整架戰機放入General類別的分組中。我們展開Component Groups發現各部分邊界條件不用再變更，飛機壁面仍然是wall，z-min面是出口，其他均為遠場邊界條件。

圖5 流體區域速度云圖 圖6 XY截面速度云圖 圖7 細孔出口處風速曲線 氣墊輥兩端入口處壓力如上圖8所示，與選型風機靜壓參數進行對比，結合氣墊輥細孔出口風速判斷可知，風機選型合理。風機在克服系統靜壓后提供動壓滿足使用要求。

當邊界進口流動為超音速時，需要指定其靜壓力，對于可壓縮氣體可按等熵流動計算靜壓</p><p>2. 此值為入口靜壓估計值，是噴嘴出口處的平均壓力。這個值將在初始化階段用于估計噴嘴速度。也就是這個值可用于初始化噴嘴入口速度。

噴管方向入口為壓力入口，外域入口為壓力入口，偏流板為固壁面，噴管壁面為固壁面，除對稱面外，其余面為壓力出口。3 Fluent Meshing 設置3.1 網格設置采用 Fluent meshing 進行網格劃分，采用六面體網格劃分，并劃分相對應的邊界層網格。

為驗證AMESim仿真模型的準確性，搭建Fluent流場仿真模型，分別分析計算40℃和-40℃時，壓力油液對變量活塞的作用力變化情況。

為驗證AMESim仿真模型的準確性，搭建Fluent流場仿真模型，分別分析計算40℃和-40℃時，壓力油液對變量活塞的作用力變化情況。

，底部為壓力出口，扇葉以5820r/min的速度旋轉_ 考慮到計算精度及網格數量，將流體域拆分為三部分，其中紅色的旋轉區域部分網格加密采用較小的網格尺寸; 三部分相互連接的交界面上的網格是非正則的，及交界面兩側區域在交界面位置的網格節點是不共用的，而是在Fluent中采用Interface進行數據交互_

外部計算域長為4L ，半徑為12D 。距離入口邊界與模型首部距離為L，出口邊界與模型尾部距離為L 。入口邊界條件設置速度入口邊界，出口邊界條件設置為壓力出口邊界， SUBOFF表面設置為無滑移壁面邊界條件，其余壁面設置為對稱壁面邊界條件 。

圖2 網格劃分示意圖 3.3 流動仿真過程本仿真采取瞬態計算，模型涉及到兩相流的VOF算法，邊界條件采取速度入口及壓力出口，計算域對稱兩端采用周期性邊界條件，計算采用Simplec算法，時間步長設置為0.01 s。初始狀態為槽內無任何混合油，計算域內全部為空氣，當混合油充滿分布槽，且溢出的混合油滴落并穩定流出計算域時停止計算。

4.6 后處理設置對計算完成后的壓力云圖與流線圖進行繪制。

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。

計算域高1m，寬0.2m。頂部邊界為壓力出口，底部有一高溫壁面hot_wall，溫度570K，其他壁面wall為絕熱邊界。計算域內初始充滿0.9m深的水。 2 導入網格打開fluent，導入上步生成的網格模型。Scale檢查網格尺寸。確保計算域尺寸是我們所需要的。本例中x方向尺寸0~0.2m，y方向0~1m。