第五章,边界条件

5-1, FLUENT 程序边界条件种类

Exam ple: with Pipe Flow through orifice pl ate

流动进、出口边界条件 壁面，轴对称和周期性边界

Internal cell zon es: fluid, solid (po rous is a type of fluid zone ) Internal face boun daryies: fan, radiator, po rous jump, wall, in terior

5-2，流动进口、出口边界条件

FLUENT 提供了 10种类型的流动进、出口条件，它们分别是:

第五章，边界条件

orifice

(in terior)

orifice —plate and orifice_ plate-shadow

.<1 III

进口 ' =

流体

壁面

Face and Cell zones associated FLUENT 的边界条件包括: 1， 2， 3， 4，

符合完全发展条件，出口处，除了压力之外，其它参量梯度为零。该边界条件不适合可压 缩流动。

iniet vent :进口风扇条件需要给定一个损失系数，流动方

向和环境总压和总温。

in take fan :进口风扇条件需要给定压降，流动方向和环境总压和总温。 out let vent :排出风扇给定损失系数和环境静压和静温。

5-3压力进口边界条件

压力进口边界条件通常用于给出流体进口的压力和流动的其它标量参数， 可压问题都适合。压力进口边界条件通常用于不知道进口流率或流动速度时候的流动，

这类流

动在工程中常见，如浮力驱动的流动问题。压力进口条件还可以用于处理外部或者非受限流动 的自由边界。

压力边界条件需要表压输入。

P absolute — P gauge 十 P operating

1, 2, 3, 4, 5, 6, 一般形式: 压力进口 压力出口

可压缩流动: 质量进口 压力远场

不可压缩流动： 特殊进出口条件： 速度进口 自由流出

进口通分，出口通风 吸气风扇，排气风扇

速度进口：给出进口速度及需要计算的所有标量值 压力进口：给出进口的总压和其它需要计算的标量进口值

质量流进口：主要用于可压缩流动，给出进口的质量流量。对于不可压缩流动，没有必要 给出该

边界条件，因为密度是常数，我们可以用速度进口条件。

压力出口： 容易收敛。

压力远场： outflow : 给定流动出口的静压。对于有回流的出口，该边界条件比

outflow 边界条件更

该边界条件只对可压缩流动适合。

该边界条件用以模拟在求解问题之前，无法知道出口速度或者压力；出口流动 7, 8,

9,

10, exhaust fan.：排除风扇给定压降，环境静压。 对计算可压和不

Op erat ing p ressure 输入：

Define-op erat ing con diti ons

真空

压力进口条件需要输入的参数：总压，总温，流动方向，静压，湍流量（用于湍流计算） ，

辐射参数（考虑辐射），化学组分质量分数（考虑化学组分） ，混合分数及其方差（用 PDF 燃

烧模型），Progress variable （预混燃烧计算），离散相边界条件（稀疏相计算）及第二相体积分 数（多相

计算）等。

5 — 2

流场中的压力p ：包括了势压P 0gx ，即：p s = P 0gx + P s ，或：=

P 0g +。把 e x e x

（P -p 0）g 在体积力源项中考虑，如果密度没有变化，则在压力计算中不需要考虑势压。我们 输入的压力也

不需要考虑势压。

绝对压力

表压

op

erating p ressure

压力水 平

op

erating p ressure

P total = P static +，^V

不可压缩流动

P total = Pstaticd+^M^Z 可压缩流动

Supersonic/lnitial UiiijgE Pressure (pdscAl)

101325 constd nt

9000

consU nt

300

ConsUnt

Nonnal to Boundary

T Intensity and Hydraulic Diameter ¥

Tolyl Temperailuru [h) Direction Specification Method Turbulence Speciflcation Method

2

Gduge Total Pressure (pascal)

Turbulence Intensity [%) hydraulic Diameter [in)

0K Cancel Help

5-4速度进口边界条件 给定进口的速度及其它相关标量值。 该边界条件对不可压速流动问题适用, 题不适合，因为该进口条件会使得进口的总温或总压有一定范围的波动。 输入量包括：速度大小，方向或各速度分量；周向速度（轴对称有旋流动） 能量）等— Zone Name inlet

Velocity Specification Method Magnitude, Normal to Boundary

Reference Frame Absolute

Velocity Magnitude (m/s) 5

constant

Turbulence Specification Method Intensity and Hydraulic Diameter

iJ □

J 1

Turbulence Intensity (%) 2 Hydraulic Diameter (in) 4

0K I Cancel | Help | 但对可压缩问 ，静温（考虑

5-5质量流量进口边界条件 给定进口的质量流量。局部进口总压是变化的，用以调节速度，从而达到给定的流量。这 使得计算的收敛速度变慢。所以，如果压力边界条件和质量边界条件都适合流动时，优先选择 用压力进口条件。对于不可压速流动，由于密度是常数，可以选择用速度进口边界条件。 质量进口条件包括两种： 质量流率和质量通量。质量流率是单位时间内通过进口总面积的