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A Pera Global Company ? PERA China A Pera Global Company ? PERA China ANSYS FLUENT 培训教材 第三节：边界条件 安世亚太科技（北京）有限公司 定义边界条件 要确定一个有唯一解的物理问题，必须指定边界上的流场变量 指定进入流体域的质量流量、动量、能量等 定义边界条件包括: 确定边界位置 提供边界上的信息 边界条件类型和所采用的物理模型决定了边界上需要的数据 你需要注意边界上的流体变量应该是已知的或可以合理预估的 不好的边界条件对计算结果影响很大 流体域 流体域是一系列单元的集合，在其上求解所有激活的方程 需要选择流体材料 对多组分或多相流，流体域包含这些相的混合物 输入的选择项 多孔介质域 源项 层流域 固定值域 辐射域 多孔介质 多孔介质是一种特殊的流体域 在 Fluid 面板中激活多孔介质域 通过用户输入的集总阻力系数来确定流动方向的压降 用来模拟通过多孔介质的流动，或者流过其他均匀阻力的物体 堆积床 过滤纸 多孔板 流量分配器 管束 输入各方向的粘性系数和惯性阻力系数 固体域 固体域是一组只求解导热问题而不求解流动方程的单元集合 只需要输入材料名称 选择项允许输入体积热源 如果临近固体域的单元是旋转周期边界，需要指定旋转轴 可以定义固体域的运动 Fuel Air Combustor Wall Manifold box 1 Nozzle 确定边界位置-例子 在本例中，入口条件有三个可能的位置: 进气管的上游 可以用均匀分布条件 考虑混合效应 非预混反应模型 需要更多单元 喷嘴进口平面 非预混反应模型 需要精确的入口分布 流动仍然是非预混的 3. 喷嘴出口平面 预混反应模型 需要精确的分布 由于进口边界对流场的影响很大，不建议使用 1 2 3 一般的建议 如果可能，边界的位置和形状能保证流体或者进入流体域，或者流出流体域 不是必须的，但这样能更好的收敛 垂直边界的方向不应该有大的梯度 不正确的设置 减少近边界的网格扭曲度 否则在计算早期会带来误差 2 1 Upper pressure boundary modified to ensure that flow always enters domain. 边界条件类型 外部边界 通用 Pressure Inlet Pressure Outlet 不可压缩流 Velocity Inlet Outflow (不建议用) 压缩流 Mass Flow Inlet Pressure Far Field 其他 Wall Symmetry Axis Periodic 特定 Inlet / Outlet Vent Intake / Exhaust Fan 内部边界 Fan Interior Porous Jump Radiator Wall 域 Fluid Solid Porous media orifice outlet inlet plate plate-shadow wall 改变边界条件类型 域和域的类型在前处理阶段定义 要改变边界条件类型： 在 Zone 列表中选择域名。 在 Type 下拉列表中选择希望的类型 设定边界条件数据 在 BC 面板中设置 设定指定边界的条件: 在项目树中选择边界条件 在 Zone 列表中选择边界名称 点击 Edit 边界条件数据可以从一个面拷贝到其他面 边界条件也可以通过 UDF和分布文件定义. 分布文件这样生成: 从其他CFD模拟写一个分布文件 创建一个有格式的文本文件  速度进口 指定速度 速度大小，垂直入口 方向分量 大小和方向 指定入口均匀速度分布。如用UDF或者分布文件，可以指定分布入口条件 速度入口用于不可压流动，不建议用于压缩流 速度大小可以是负值，意味着出口。 压力进口 压力入口适用于压缩和不可压缩流 压力入口被处理为从滞止点到入口的无损失过渡 FLUENT 计算静压和入口的速度 通过边界的流量随内部求解和指定的流动方向而改变 需要的输入 表总压 超音速 / 初始表压 入口流动方向 湍流量（如是湍流的话） 总温 (如果有传热和/或压缩） Incompressible: Compressible: 流量入口 流量入口是为可压缩流设计的，但也可以用于不可压流动 调整总压以适合流量入口 比压力入口更难收敛 要求的信息 质量流量或流率 超音速/初始表压 如果当地为超音速，取静压，如果是亚音速，忽略此项。 如果初场由此边界设定的化，用于初场计算 总温 （在 Thermal 面板） 对不可压缩流取静温 指定方向 压力出口 适用于压缩和不可压流动 如果流动在出口是超音速的，指定的压力被忽略 在外流或非封闭区域流动，作为