进出口边界条件各种说法

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1、问：用了很长时间的fluent，但一直没有把压力出入口边界条件弄明白。请大侠给予正确指导...有的文档说亚声速流下initial是0或者不填，而有的出版物则把total和initial设置成几乎想等的值，或者差值为大气压，很困惑！比如说在一个喷射（亚声速流）流场中，实际条件为喷嘴入口压力40MPa，出口压力20MPa，即流场内围压20MPa，这时，在压力入口边界条件的总压、初始表压以及压力出口的表压分别应该设置多少？如果是超声速流，又有什么区别？还有，operatingcondition下的operati

2、ngpressure是否设置成0或者大气压有什么说法吗？A：有的出版物则把total和initial设置成几乎想等的值。我在使用时一般也是采用这样的方法，严格来讲是有公式来计算的。但是这个值一般只是用于初始化，对结果影响不大，所以简单来讲就设置成和出口的一样。这个值对流场的初始化有一定的影响，设置成0也不是不可以，但会增加迭代步数。对于喷射而言，建议lz将operatingcondition下的operatingpressure设置为0，即是绝对压力。二最近用Fluent做模拟的时候一直在使用压力出口边界

3、，对其中出口温度、组分浓度等值的设置不是很明白，就仔细看了下FluentUserGuide，对压力出口边界描述如下：Pressureoutletboundaryconditionsrequirethespecificationofastatic(gauge)pressureattheoutletboundary........Allotherflowquantitiesareextrapolatedfromtheinterior。因此，压力出口边界可以这样表述，即，给定出口压力，对流动中的其他物理量均有流

4、场内部值差值得到。那边界条件面板中设定的温度（等）值有什么用呢？是出现回流时的回流值。三Fluent内部计算采用的都是相对压强。在Define——OperatingConditions…中，所示的OperatingPressure是操作压强。默认的操作压强为一个大气压101325Pa.下面叙述一下笔者对采用OperatingPressure原因的理解。在计算低马赫数的流动中，流体流速相对声速较低，这样在流动过程中产生的压力降或者说压力变化相对于流体的静压来讲是很小的。因为在流动中有压力相对变化和马赫数的平

5、方在一个数量级。笔者通常这样理解压力变化的缘由：粘性力、体积力、电磁力等有些力是无法避免的，这些力在会改变流动流体的动量和能量。在流动过程中，流体又遵循能量守恒和动量守恒。速度的变化还和当地的流动截面有关，因为流动还要求质量守恒。速度和压力是不可分割的。压强的存在时刻使得能量和动量守恒。笔者认为压强的存在是一种调配功能，它体现的是一个因变量的作用，用以平衡各项，使得流动遵守三大定律。但流动同时是耦合的，压强的作用当然不仅仅是这些。温度的改变、速度梯度的变化还直接影响密度、粘性和粘性应力，这样所有的力都和速

6、度产生了关联。力和能量是无法分割的，和动量更是有直接关系。再表前题，压力的相对变化和马赫数的平方成正比，当Ma<<1时，ΔP/P∝Ma²<<1,这样在求解方程的时候如果所有节点的压力仍然采用P就会产生相当大的舍入误差。因此Fluent特地在OperatingConditions…面板设置了OperatingPressure选项，如此在内部的计算过程中，所有节点的压力将首先减去该值（默认为101325Pa）然后进行计算。熟悉控制方程的读者都知道，压力在所有方程中都是以相对量或者变化量出现的，故此这样处理并不

7、是更改方程，而是在方程的两端都减去了一个常数值，使得所解的压力变化和在方程中的压力值处在一个数量级，这样，在迭代的过程中舍入误差将会大大减小。 当选用的计算流体为可压缩流体（idealgas等）时，会出现如下警示： Warning:Velocityinletboundaryconditionsarenotappropriateforcompressibleflowproblems.Pleasechangetheboundaryconditiontypesusedforthisproblem. 即速度入口的

8、边界条件不适用于可压缩流体问题，如果忽略该警示而继续计算，那么计算结果是没有意义的。这是因为可压缩流体的密度与压力直接相关，速度入口无法准确提供入口工质所处压力，因此其密度不具备可信度，计算所得自然无意义。此时，可以采用将入口边界设置为Pressure-inlet。 需要注意，在设置了OperatingPressure之后，一些边界条件的设置面板上还会出现gaugepressure选项，这其实是顾及了一些位置的压力变化，因为有