




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、第四章,邊界條件計算流體與傳熱傳質(zhì)概述o進(jìn)口與出口邊界n速度o 速度及其分布o(jì) 湍流參數(shù)n壓力邊界條件 and others.o壁面, 對稱, 周期性和軸Axis邊界o內(nèi)部區(qū)域n流體(Fluid)o 多孔介質(zhì)(Porous Media)o 移動區(qū)域(Moving Cell Zones)n固體(Solid)o內(nèi)部邊界計算流體與傳熱傳質(zhì)Overviewo邊界條件:n邊界條件決定流動. n數(shù)學(xué)模型求解的需要.o給定進(jìn)入計算區(qū)域的流率或通量.n如 mass, momentum, 和 energyoFluid/Solid regions represented by cell zones.nMateri
2、al and Source terms are assigned to cell zones.oBoundaries and internal surfaces are represented by face zones.nBoundary data are assigned to face zones.Example: Face and Cell zones associated with Pipe Flow through orifice plateinletoutletwallorifice(interior)orifice_plate and orifice_plate-shadowf
3、luid計算流體與傳熱傳質(zhì)邊界條件設(shè)置o每個區(qū)(流體、固體)首先在Gambit中預(yù)設(shè),F(xiàn)luent中可以修正與改動o每個區(qū)域都必須有其對應(yīng)的邊界條件:Define Boundary Conditions.nChoose the zone in Zone list.nClick on selected zone type in Type listnClick Set. buttonoCan also select boundary zone in graphics window using right mouse button.nUseful if:oSetting up problem for
4、 first timeoTwo or more zones of same type in problem.計算流體與傳熱傳質(zhì)流動進(jìn)口與出口oFluent中進(jìn)、出計算區(qū)域的邊界條件:n一般流動一般流動oPressure inletoPressure outletn不可壓縮不可壓縮oVelocity inletoOutflowo根據(jù)物理過程,選擇合適的邊界條件.o一般準(zhǔn)則:n根據(jù)有流入與流出情況決定進(jìn)口與出口的位置與形狀.o盡可能選擇收斂性好的邊界條件.n在垂直邊界的方向上不宜有較大的梯度.o表明進(jìn)口或出口位置位置選擇不合理.n近壁處網(wǎng)格的偏斜盡可能小.n可壓縮流動可壓縮流動o質(zhì)量進(jìn)口質(zhì)量進(jìn)口M
5、ass flow inleto壓力遠(yuǎn)場壓力遠(yuǎn)場Pressure far-fieldn特別特別oInlet vent, outlet vent,intake fan, exhaust fan計算流體與傳熱傳質(zhì)速度進(jìn)口:Velocity Inletso給定速度矢量和標(biāo)量進(jìn)口值.o進(jìn)口速度知道時,給定該條件尤為方便.n默認(rèn)是均勻速度o該邊界條件針對不可壓縮流動問題.n總(滯止)量(溫度、壓力等)不定.o總(滯止)量不定用以調(diào)節(jié)速度分布n如果用于可壓縮流動,得到的解不復(fù)合物理意義.o壁面把速度進(jìn)口放的太靠近障礙物.計算流體與傳熱傳質(zhì)給定曲線分布的進(jìn)口o用 UDFs 定義邊界條件.n曲線可以是空間變化,
6、也可以隨時間變化.o曲線可以:n從其它 CFD 軟件模擬結(jié)果中讀入n產(chǎn)生一個格式文件,具有位置及邊界條件的信息。o可以處理曲線分布邊界條件命令:nDefine Profileso用 hooks把曲線加到邊界條件中.計算流體與傳熱傳質(zhì)確定湍流參數(shù)o湍流經(jīng)過 inlet, outlet邊界, 或者在遠(yuǎn)邊界條件下, FLUENT 5 需要提供如下邊界值n湍動能 k 湍流耗散率 o給定湍流參數(shù)的四種方法:n直接給定 k 和 。 n給定turbulence intensity 和 turbulence length scalen給定turbulence intensity 和 turbulent vis
7、cosity ration設(shè)定 turbulence intensity 和 hydraulic diametero湍流強度與長度尺度取決于上游來流條件,比如 :n透平機(jī)械出口Intensity = 20 % Length scale = 1 - 10 % of blade spann孔板和屏風(fēng)下游Intensity = 10 % Length scale = screen/hole sizen完全發(fā)展的腔道或管內(nèi)流動Intensity = 5 %Length scale = hydraulic diameter計算流體與傳熱傳質(zhì)壓力邊界條件o壓力邊界條件要求輸入表壓( gauge press
8、ure):o工作壓力(Operating pressure)設(shè)置 :nDefine Operating Conditionso 適合壓力邊界條件設(shè)置的條件:n進(jìn)口流量或速度不知道 (如浮力驅(qū)動的流動).n外流的自由邊界 或 需要確定的自由流。 operatinggaugeabsolutepppgauge pressureoperating pressurepressure leveloperating pressureabsolute pressurevacuum計算流體與傳熱傳質(zhì)壓力邊界條件 (1)oDefines total pressure, temperature,and other
9、scalar quantities at flow inlets.oSupersonic/Initial Gauge Pressure:nDefines static pressure at boundaryfor locally supersonic flows.nUsed, if necessary, to initialize flow field for incompressible flows.oTotal temperature:nmust be defined for compressible flows.nis used, if necessary, to set static
10、 temperature for incompressible flows.)1/(2)211 (kkstatictotalMkpp221vppstatictotal不可壓縮流動可壓縮流動計算流體與傳熱傳質(zhì)壓力邊界條件 (2)o給定流動方向.n流動方向不合理,得到的解可能很不符合物理現(xiàn)象.o適合于:可壓與不可壓縮流動.nPressure inlet boundary is treated as loss-free transition from stagnation to inlet conditions.nMass flux through boundary varies depending
11、 on interior solution and specified flow direction.o壓力進(jìn)口的地方可能會有流出情況出現(xiàn).n流動方向由求解結(jié)果決定.nExhaust static pressure is defined by value specified for gauge total pressure wherever outflow occurs.計算流體與傳熱傳質(zhì)壓力出口:Pressure Outlet (1)o定義出口處的static (gauge) pressure.n流場流入什么樣的壓力環(huán)境里.o可以給定壓力徑向分布.o壓力出口處可能會出現(xiàn)回流:n求解過程或者求
12、解結(jié)果中,都可能如此.n回流方向與出口邊界垂直的方向.n由于回流量具有“彈性”,求解收斂性能較好.n回流出現(xiàn)時,用靜壓來給回流總壓賦值.計算流體與傳熱傳質(zhì)壓力出口邊界 (2)o對于不可壓縮流動: n靜壓給定邊界壓力n其它量由流場內(nèi)計算外推得到.o對于可壓流動:n靜壓計算不考慮當(dāng)?shù)厥欠袷蔷植砍羲? n所有計算量從計算區(qū)域里外推計算.o當(dāng)進(jìn)口條件設(shè)定為pressure inlet時,出口一定要用pressure outlet.計算流體與傳熱傳質(zhì)Outflow邊界oOutflow邊界,除了壓力之外,其它量的梯度為零。oFLUENT 從流場內(nèi)外推邊界所需的信息.o特別有用的情況:n求解之前,不知道速
13、度和壓力的流動問題.n流動出口是,或接近是完全發(fā)展的流動.o注: 當(dāng)求解過程中,或者求解結(jié)果具有回流時,用 Pressure Outlet 比用 Outflow出口條件更具有收斂優(yōu)勢.計算流體與傳熱傳質(zhì)Outflow 邊界條件不能使用場合oOutflow 邊界不能用于:n可壓縮流動.nPressure Inlet 邊界條件 : n變密度的非定常流動.o不適合的物理問題:n回流區(qū)n流動方向有明顯壓力梯度n下游影響上游流動outflow condition ill-posedoutflow condition not obeyedoutflow condition obeyedoutflow co
14、ndition closely obeyed計算流體與傳熱傳質(zhì)XY012345600.10.20.30.40.50.60.70.8計算流體與傳熱傳質(zhì)多出口邊界條件數(shù)值模擬o應(yīng)用Outflow邊界條件的前提:n默認(rèn)設(shè)置,所有Outflow邊界的質(zhì)量流量為進(jìn)口流量均分.n默認(rèn)設(shè)置流量權(quán)重 (FRW)為1 .n如果出口的流量不同,則:o制定各個出口的流量權(quán)重: mi=FRWi/FRWi.o出口壓力不同,用于調(diào)節(jié)各個出口流量. o可以采用Pressure邊界條件.pressure-inlet (p0,T0)pressure-outlet (ps)2velocity-inlet (v,T0)pressu
15、re-outlet (ps)1orFRW2velocity inletFRW1計算流體與傳熱傳質(zhì)其它 Inlet/Outlet 邊界條件oMass Flow Inletn用于可壓縮流動給定進(jìn)口質(zhì)量流量.n對于不可壓縮流動,無需給定.oPressure Far Fieldn材料選擇為理想氣體時,才會有該選項.n用于給定自由流的可壓縮流動狀態(tài),給定自由流的馬赫數(shù)和靜壓,靜溫等。oExhaust Fan/Outlet Ventn如果出口有個壓力抬升或損失,可以采用exhaust fan/outlet vent給定出口壓力抬升或損失系數(shù),以及環(huán)境壓力與溫度。oInlet Vent/Intake Fan
16、ninlet vent/intake fan用于進(jìn)口給定壓力的損失系數(shù)或壓力抬升,需要給定流動方向,環(huán)境(進(jìn)口)壓力及溫度等參數(shù)。計算流體與傳熱傳質(zhì)XY00.511.5200.250.50.7511.251.51.752計算流體與傳熱傳質(zhì)壁面邊界條件o用于分界流體與固體區(qū)域.o對于粘性流體流動, 不考慮壁面滑移:n壁面切向上的流體速度與壁面移動速度相同.n壁面法向上的流體速度為零。o熱邊界條件:n有幾種選項供選擇.o湍流計算可以考慮壁面粗糙度的影響.n壁面切應(yīng)力和換熱取決于當(dāng)?shù)亓鲃訄龅挠嬎憬Y(jié)果。o可以給定壁面的平移速度或旋轉(zhuǎn)速度.n也可以給定壁面切應(yīng)力.計算流體與傳熱傳質(zhì)對稱(Symmetry
17、)邊界條件o可以減少計算區(qū)域,用于減少計算量.o流場和計算區(qū)域必須符合對稱條件:o對稱面上的法向速度為零o對稱面上所有量在其法向上的梯度為零。o無需給定任何值.n但必須給定軸對稱的正確位置.oAlso used to model slip walls in viscous flow對稱平面計算流體與傳熱傳質(zhì)Periodic BoundariesoUsed when physical geometry of interest and expected pattern of flow/thermal solution have periodically repeating nature.nRedu
18、ces computational effort in problem.oTwo types available in FLUENT 5.np = 0 across periodic planes.oRotationally or translationally periodic.nRotationally periodic boundaries require axis of rotation be defined in fluid zone.np is finite across periodic planes.oTranslationally periodic only.oModels
19、fully developed conditions.oSpecify either mean p per period or net mass flow rate.nBy default, periodic boundaries defined in Gambit are assumed to be translational in FLUENT 5.計算流體與傳熱傳質(zhì)Periodic Boundaries: Examplescomputational domainStreamlines in a 2D tube heat exchangerflow directionTranslation
20、ally periodic boundaries4 tangential inletsRotationally periodic boundaries p = 0: p 0:計算流體與傳熱傳質(zhì)Axis BoundariesoUsed:nAt centerline (y=0) of an axisymmetric gridnWhere multiple grid lines meet at a point in a 3D O-type gridoSpecify:nNo inputs requiredAXIS boundary計算流體與傳熱傳質(zhì)Cell Zones: FluidoFluid zon
21、e = group of cells for which all active equations are solved.oFluid material input required.nSingle species, phase.oOptional inputs allow setting of source terms:nmass, momentum, energy, etc.oDefine fluid zone as laminar flow region if modeling transitional flow.oCan define zone as porous media.oDef
22、ine axis of rotation for rotationally periodic flows.oCan define motion for fluid zone.計算流體與傳熱傳質(zhì)Porous Media ConditionsoPorous zone modeled as special type of fluid zone.nEnable Porous Zone option in Fluid panel.nPressure loss in flow determined via user inputsof resistance coefficients to lumped pa
23、rametermodel.oUsed to model flow through porous mediaand other “distributed” resistances, e.g.,nPacked bedsnFilter papersnPerforated platesnFlow distributorsnTube banks計算流體與傳熱傳質(zhì)Moving ZonesoSingle Zone Problems:nRotating Reference Frame Modelodefine zone as Moving Reference Frameolimited applicabili
24、tyoMultiple Zone Problems:nEach zone defined as moving reference frame:oMultiple Reference Frame Modelnleast accurate, least demanding on CPUoMixing Plane Modelnfield data are averaged at the outlet of one zoneand used as inlet boundary data to adjacent zone.nEach zone defined as Moving Mesh:oSlidin
25、g Mesh Modelnmust also define interface.nMesh positions are calculated; time-accurate simulationsnrelative motion must be tangential (no normal translation)計算流體與傳熱傳質(zhì)Cell Zones: Solido“Solid” zone = group of cells for which only heat conduction problem solved.nNo flow equations solvedoMaterial being treated as solid may actually be fluid, but it is assumed that no convection takes place.oOnly required input is material typenSo appropriate material properties used.oOptional inputs allow you to set volumetric heat generation rat
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2024年全自動變焦照相機(jī)項目資金申請報告代可行性研究報告
- 2024年變頻器柜體系統(tǒng)項目資金籌措計劃書
- 2025年河南省三門峽市單招職業(yè)適應(yīng)性測試題庫匯編
- 2025年湖北省荊門市單招職業(yè)傾向性測試題庫匯編
- 2025年黑龍江商業(yè)職業(yè)學(xué)院單招職業(yè)適應(yīng)性測試題庫一套
- 兒童樂園裝修合同
- 2025年度安全培訓(xùn)與操作規(guī)范服務(wù)協(xié)議
- 2025年度員工勞動合同終止及生活困難補助協(xié)議
- 2025陜西省安全員C證考試(專職安全員)題庫附答案
- 2025年度房屋贈與及物業(yè)管理權(quán)轉(zhuǎn)移合同
- 關(guān)于中小企業(yè)“融資難”問題的對策研究-基于臺灣經(jīng)驗和啟示
- 固體廢棄物管理培訓(xùn)
- 硬件工程師職業(yè)生涯規(guī)劃
- 【高新技術(shù)企業(yè)所得稅稅務(wù)籌劃探析案例:以科大訊飛為例13000字(論文)】
- 提升管理層領(lǐng)導(dǎo)力的酒店管理培訓(xùn)課程
- 思維導(dǎo)圖在初中英語復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用研究的中期報告
- 絕對干貨!國有企業(yè)總經(jīng)理辦公會決策事項及總經(jīng)理職責(zé)清單
- 高教社2023馬工程國際私法學(xué)教學(xué)課件u15
- 2022年春新教科版科學(xué)六年級下冊第4單元《物質(zhì)的變化》教案
- 蘇教版六年級下冊數(shù)學(xué) 用“轉(zhuǎn)化”的策略解決問題 教案(教學(xué)設(shè)計)
- 2-變電站安全工器具
評論
0/150
提交評論