Fluent中速度入口条件要设置哪些参数

(2012-07-18 13:32:00)

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杂谈

(1)速度值及方向，或速度分量。

(2)二维轴对称问题中的旋转速度。

(3)用于能量计算的温度值。

(4)使用耦合求解器时的出流表压。

(5)湍流计算中的湍流参数。

(6)采用 P-1 模型、DTRM、DO模型或“面到面”模型时的辐射参数。

(7)组元计算中的化学组元质量浓度。

(8)非预混模型或部分预混模型燃烧计算中的混合物浓度及增量。

(9)预混模型或部分预混模型燃烧计算中的过程变量。

(10)弥散相计算中弥散相的边界条件。

(11)多相流计算中的多相流边界条件。

1. 定义速度

因为速度为矢量，所以定义速度包括定义速度的大小和方向两个内容。在 FLUENT 中

定义速度的方式有三种：第一种是将速度看作速度的绝对值与一个单位方向矢量的乘积，

然后通过定义速度的绝对值和方向矢量分量定义速度；第二种是将速度看作在三个坐标方

向上的分量的矢量和，然后通过分别给定速度三个分量大小定义速度；第三种是假定速度

是垂直于边界面的(因此方向已知) ，然后只要给定速度的绝对值就可以定义速度。

FLUENT 中既可以使用相对速度，也可以使用绝对速度定义速度。在临近网格是静止

网格时，这两种速度定义方式是完全等价的。如果靠近速度入口的单元区域是移动的，用

户就可以根据需要从二种方式中选择一种。而在定义速度过程中就一定要注意究竟用的是

相对速度定义还是相对速度定义。

与速度矢量定义的另一个相关因素是坐标系的形式，FLUENT 提供直角坐标系、柱坐

标系和局部柱坐标系三种坐标系形式。在定义速度的过程需要注意究竟使用的是哪种坐标

系，然后再进行分量计算，最后得到速度的定义所需要的所有数据。

在计算轴对称旋转流(axsiymetric swirl)问题时，要注意除了二维平面内的轴向速度

和径向速度外，还有一个垂直于屏幕方向的切向旋转速度需要定义。

(1)定义速度的方法在下拉菜单 Velocity Specification Method(速度定义方法)中选

择，选项包括 Magnitude and Direction(给定速度值与速度方向) 、Components(给定速度

分量)和 Magnitude,Normal to Boundary(给定速度值且假定速度垂直于边界) 。

(2)如果靠近速度入口边界的是移动网格，则在 Reference Frame(参考坐标系)下拉

列表中，选择 Relative to Adjacent Cell Zone(以相邻网格为参照的相对速度)或 Absolute

(绝对速度)选项确定所定义的速度是相对速度还是绝对速度。

(3) 坐标系是在 Coordinate System (坐标系) 下拉列表中， 通过选择 Cartesian (X, Y, Z)(直角坐标系) 、 Cylindrical (Radial, Tangential, Axial) (柱坐标系) 或 Local Cylindrical (Radial,

Tangential, Axial)(局部柱坐标系)来确定的。

(4)在确定了速度定义方法、是否使用相对速度、坐标系形式三个选择后，就可以输

入栏中分别输入相应的数据即可完成速度定义。

在计算模型是轴对称带旋转流动时，除了可以定义旋转速度，还可以定义旋转角速度。

类似地，如果选择了柱坐标系或局部柱坐标系，则除了可以定义切向速度，还可以定义入

口处的角速度。将角速度看作矢量，则其定义与速度矢量定义是类似的。

2. 定义温度和出口表压

如果计算中包含了能量方程，则需要在入口速度边界处需要给定静温。

如果采用耦合求解器，还可以在速度入口边界上定义出流表压(Outflow Gauge

Pressure) 。如果在计算过程中速度入口边界上出现回流，则那个面就被作为压强出口边界

处理，其中使用的压强就是在这里定义的出流表压。

除了上面的参数外，在速度入口边界条件中还可以定义湍流参数、组元质量浓度、辐

射参数、非预混燃烧参数、预混燃烧边界条件、弥散相边界条件、多相流边界条件等参数，

表 8-3 速度入口边界的缺省设置

参数 数值

温度(Temperature) 300

速度(Velocity Magnitude) 0

流动方向的X 分量 1

流动方向的Y 分量 0

流动方向的Z 分量 0

X方向的速度 0

Y方向的速度 0

Z方向的速度 0

湍流动能 1

湍流耗散率 1

出口流动表压 0

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