CFX的五种边界条件

CFX :opening (2010-11-26 11:40:49)转载▼

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我们知道，CFX中存在inlet、outlet、wall、symmetry边界，这些都是其他CFD软件都拥有的，然而，CFX中还有一种比较特殊的边界：Opening边界。

对于inlet和outlet边界，如果设置压力条件，是不允许有回流情况发生的，在这些边界条件下，回流会导致收敛困难或计算不稳定。而opening边界则不同，它允许流体流入和流出计算域。

opening边界的设定通常有五种选项：（1）cartesian velocity components；（2）Cylindrical velocity components；（3）Opening pressure and Direction；（4）static pressure and dirction；（5）Entrainment

（1）cartesian velocity components

指定速度的三个笛卡尔分量。

（2）Cylindrical velocity components

指定速度的三个柱坐标分量。

（3）opening pressure and dirction

指定开放压强和方向。当流体是流入计算域时，设定的压力被当做总压处理；当流体流出边界时，设定的压力值被处理成静压。此选项是opening边界中最健壮的。

（4）static pressure and direciton

指定静压值和方向。当流体流入计算域时，使用此设置可能导致稳定性差。不推荐在流体流入计算域时使用，用于流体流出计算域。

（5）Entrainment

使用此选项是，pressure optional选项被激活，可以选取static pressure和opeing pressure 当选择了static pressure选项时，压力情况与static pressure direction相同，所不同的是方向不用指定，是通过使垂直于边界速度梯度为0来获取方向。

当选择了opening presure选项时，entrainment拥有与pressure specified opening相同的健壮性和稳定性，流动方向取决于计算的速度场。

当流动方向为流入计算域时，压力值被当做总压；当流体流出计算域时，压力值被作为静压。当pressure optional未被选取时，opening默认选择static pressure选项。

Entrainment适用于一些流动方向未知的流动模拟。

（6）loss coefficient（损失系数）

通过指定损失系数来模拟边界上压力降

计算公式：Δp=fρu^2/2，其中f为损失系数，Δp为压力降，ρ为密度，u为速度

当opening边界作为进口时，压降被用于流动进入计算域前；当opening作为出口时，压力降被用于流体流出边界后。这样就会有两种结果：

(a)对于pressure-specified opening

在此情况下，对于outflow,边界静压为指定的相对压力加上压力损失；对于inflow，边界静压为利用法向速度分量从总压转换来的相对静压减去压力降。

(b)对于static-pressure -specified opening

对于outflow，边界静压值为指定的相对压力加上压力损失；对于inflow，边界静压值为指定的的相对压力减去压力损失。

==============================注意===================================

opening边界只能用于亚音速计算中，超音速计算中不能使用。