Fluent第7章边界条件
fluent中边界条件的类型
fluent中边界条件的类型Fluent中边界条件的类型在Fluent中，边界条件是指在仿真模拟过程中，用于限定模型的边界或区域范围的条件。
这些边界条件的设置对于模拟结果的准确性和可靠性具有重要作用。
在Fluent中，常见的边界条件类型包括：入口边界条件、出口边界条件、壁面边界条件、对称边界条件和周期性边界条件。
一、入口边界条件入口边界条件是指流体进入仿真模型的边界条件。
在Fluent中，常见的入口边界条件类型有：速度入口、质量流入口和压力入口。
速度入口边界条件是通过指定流体的速度矢量来定义的，可以根据实际情况指定不同方向的速度分量。
质量流入口边界条件是通过指定流体的质量流率来定义的，常用于气体或液体进入模型的情况。
压力入口边界条件是通过指定流体的压力值来定义的，适用于流体进入模型时压力已知的情况。
二、出口边界条件出口边界条件是指流体离开仿真模型的边界条件。
在Fluent中，常见的出口边界条件类型有：压力出口和速度出口。
压力出口边界条件是通过指定流体的压力值来定义的，适用于流体离开模型时压力已知的情况。
速度出口边界条件是通过指定流体的速度矢量来定义的，可以根据实际情况指定不同方向的速度分量。
三、壁面边界条件壁面边界条件是指模型中的实体表面，通过设置壁面边界条件来模拟流体与实体表面的相互作用。
在Fluent中，常见的壁面边界条件类型有：壁面摩擦和壁面热传导。
壁面摩擦边界条件用于模拟流体与实体表面间的摩擦作用，可以通过设置壁面摩擦系数来定义。
壁面热传导边界条件用于模拟流体与实体表面间的热传导作用，可以通过设置壁面热传导系数来定义。
四、对称边界条件对称边界条件是指模型中的对称面，通过设置对称边界条件来模拟流体在对称面上的行为。
在Fluent中，常见的对称边界条件类型有：对称面和对称压力。
对称面边界条件要求流体在对称面上的速度和温度分量与对称面的法向分量相等。
对称压力边界条件要求流体在对称面上的压力与对称面的压力相等。
fluent外流场边界条件设置
fluent外流场边界条件设置Fluent外流场边界条件设置在计算流体力学领域，Fluent是一个广泛使用的计算流体动力学（CFD）软件包，用于模拟和分析流体流动和传热问题。
在Fluent 中，边界条件的设置对于模拟结果的准确性和可靠性至关重要。
本文将重点介绍Fluent中外流场边界条件的设置。
1. 壁面边界条件壁面是流体流动中最常见的边界之一，它可以是实际物体的表面，也可以是虚拟的边界。
在Fluent中，壁面边界条件的设置直接影响着流动的速度和温度分布。
常见的壁面边界条件有：- 固定温度壁面：假设壁面具有固定的温度，适用于需要考虑热传导的问题，如热交换器。
- 固定热流壁面：假设壁面具有固定的热流，适用于需要考虑热辐射的问题，如太阳能集热器。
- 固定速度壁面：假设壁面具有固定的流体速度，适用于需要考虑流体动力学的问题，如风洞实验。
2. 入口边界条件入口边界条件是指流体流动进入计算区域的位置。
在Fluent中，入口边界条件的设置对于模拟结果的准确性和可靠性至关重要。
常见的入口边界条件有：- 固定速度入口：假设流体从入口进入计算区域时具有固定的速度，适用于需要考虑流体动力学的问题，如风洞实验。
- 固定压力入口：假设流体从入口进入计算区域时具有固定的压力，适用于需要考虑压力变化的问题，如管道流动。
- 固定质量流入口：假设流体从入口进入计算区域时具有固定的质量流率，适用于需要考虑质量守恒的问题，如喷气发动机。
3. 出口边界条件出口边界条件是指流体流动离开计算区域的位置。
在Fluent中，出口边界条件的设置对于模拟结果的准确性和可靠性至关重要。
常见的出口边界条件有：- 压力出口：假设流体从出口离开计算区域时具有固定的压力，适用于需要考虑压力变化的问题，如管道流动。
- 压力出流：假设流体从出口离开计算区域时具有与环境相等的压力，适用于需要考虑流体回流或循环的问题，如涡轮机。
- 非滑移壁面：假设流体从出口离开计算区域时与壁面无相对滑移，适用于需要考虑边界层效应的问题，如飞机机翼。
fluent入口边界条件
fluent入口边界条件在软件开发中，边界条件是非常重要的部分，特别是在涉及较复杂逻辑的系统中。
Fluent是一个功能强大的流体动力学软件，它被广泛应用于流体力学领域，能够模拟和分析各种流动现象。
为了确保Fluent的准确性和稳定性，边界条件的正确设置至关重要。
本文将详细介绍Fluent中入口边界条件的概念、设置和常见应用。
首先，我们需要了解什么是入口边界条件。
在Fluent中，入口边界条件是指流场模拟计算中的初始条件，它决定了流动物质从哪里进入计算域以及以怎样的状态进入。
在实际应用中，入口边界条件可以是流速、流量率、温度、压力等物理量的数值或者函数关系。
根据具体情况，我们需要选择合适的入口边界条件来模拟不同的物流过程。
在Fluent中，入口边界条件的设置可以通过不同的方法实现。
一种常见的设置方法是通过指定边界条件类型和对应的数值。
例如，如果我们需要模拟一个气体流动过程，可以选择入口边界条件为“速度入口”，然后在该选项中设置流速的数值。
同样地，如果我们需要模拟一个水流过程，可以选择入口边界条件为“流量率入口”，然后设置流量率的数值。
此外，在Fluent中还提供了更多选项，如压力入口、温度入口等，以满足不同模拟需求。
除了数值设置，我们还可以通过函数关系来定义入口边界条件。
Fluent提供了多种函数关系的设置方式，如常数关系、线性关系、指数关系等。
这些函数关系可以根据实际情况进行灵活调整，以达到更好的模拟效果。
例如，在模拟一个流速渐变过程时，可以选择线性关系，并根据公式设置函数关系的参数。
这样一来，入口边界条件将根据时间或空间的变化而变化，更加贴近实际模拟。
关于入口边界条件的设置，还有一些需要注意的问题。
首先，我们需要确保设置的边界条件与实际问题相吻合。
例如，在模拟一个自然通风系统时，入口边界条件应该考虑到自然风速和温度等因素。
其次，入口边界条件的设置应合理，不仅要考虑到系统的物理特性，还需要满足数值计算的稳定性要求。
fluent大气边界条件
fluent大气边界条件
在Fluent中，大气边界条件通常指的是将计算域的外部边界设置为大气条件，即将其设置为与大气的交互界面。
这通常涉及到将该边界条件设置为压力远场（pressure-far-field）或自由出口（outflow）。
压力远场边界条件适用于计算域外部是大气环境的情况，它通常设定一个给定的静压和动压，以便模拟流体与大气的相互作用。
这种边界条件适用于不可压缩流和可压缩流。
自由出口边界条件则适用于计算域的出口是大气环境的情况，它假设流体从出口流出后完全扩散，没有回流和反射。
这种边界条件通常适用于不可压缩流，并且要求出口处的压力和速度是未知的。
除了压力远场和自由出口边界条件外，还可以使用其他类型的边界条件来模拟与大气的交互，具体取决于模拟的特定情况和所需的精度。
需要注意的是，在设置大气边界条件时，应该仔细考虑所选择的边界条件的适用性和合理性，以确保模拟结果的准确性和可靠性。
Fluent 第7章 边界条件 ppt课件
2020/12/27
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流场的入口和出口
对计算区域的流场入口和出口可以选择设置多 种边界条件。
一下列出流场入口和出口可以使用的边界条件：
常用边界条件
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
边界条件
边界条件的作用 设置边界条件
流场的入口和出口 壁面、重复周期边界条件 内部单元区域 内部单元边界
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5
边界条件的作用
out
边界条件
边界条件指引并限制流体运动。
边界条件是数学模型中必需的部分。
选择边界对应的几何体
默认值：面
选择边界的类型.
鼠标直接选取.
对定义好的边界可以再 操作 更改、删除.
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13
边界条件的定义——Specify Type
选择边界对应的几何体
默认值：体
选择边界的类型.
鼠标直接选取.
对定义好的边界可以再 操作
更改、删除.
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边界条件的具体内容和计算中采用的物理模型、 边界条件的类型密切相关.
必须仔细确定边界条件的参数
直接影响了求解过程所得到的结果.
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2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
指定进入计算区域的通量：
质量 动量 能量
湍流中的K.E. 湍流中的耗散率 组分质量分数
fluent边界条件
边界条件定义边界条件概述边界条件包括流动变量和热变量在边界处的值。
它是FLUENT分析得很关键的一部分，设定边界条件必须小心谨慎。
边界条件的分类：进出口边界条件：压力、速度、质量进口、进风口、进气扇、压力出口、压力远场边界条件、质量出口、通风口、排气扇；壁面、repeating, and pole boundaries:壁面，对称，周期，轴；内部单元区域：流体、固体(多孔是一种流动区域类型) ；内部表面边界：风扇、散热器、多孔跳跃、壁面、内部。
(内部表面边界条件定义在单元表面，这意味着它们没有有限厚度，并提供了流场性质的每一步的变化。
这些边界条件用来补充描述排气扇、细孔薄膜以及散热器的物理模型。
内部表面区域的内部类型不需要你输入任何东西。
)下面一节将详细介绍上面所叙述边界条件，并详细介绍了它们的设定方法以及设定的具体合适条件。
周期性边界条件在本章中介绍，模拟完全发展的周期性流动将在周期性流动和热传导一章中介绍。
使用边界条件面板边界条件(Figure 1)对于特定边界允许你改变边界条件区域类型，并且打开其他的面板以设定每一区域的边界条件参数菜单：Define/Boundary Conditions...Figure 1: 边界条件面板改变边界区域类型设定任何边界条件之前，必须检查所有边界区域的区域类型，如有必要就作适当的修改。
比方说：如果你的网格是压力入口，但是你想要使用速度入口，你就要把压力入口改为速度入口之后再设定。
改变类型的步骤如下：:1.在区域下拉列表中选定所要修改的区域2.在类型列表中选择正确的区域类型3.当问题提示菜单出现时，点击确认确认改变之后，区域类型将会改变，名字也将自动改变 (如果初始名字时缺省的请参阅边界条件区域名字一节),设定区域边界条件的面板也将自动打开。
！注意：这个方法不能用于改变周期性类型，因为该边界类型已经存在了附加限制。
创建边界条件一节解释了如何创建和分开周期性区域。
fluent边界条件设置
边界条件设置问题1、速度入口边界条件（velocity-inlet）：给出进口速度及需要计算的所有标量值。
该边界条件适用于不可压缩流动问题。
Momentum 动量？ thermal 温度 radiation 辐射 species 种类DPM DPM模型（可用于模拟颗粒轨迹） multipahse 多项流UDS（User define scalar 是使用fluent求解额外变量的方法）Velocity specification method 速度规范方法： magnitude，normal to boundary 速度大小，速度垂直于边界；magnitude and direction 大小和方向；components 速度组成？Reference frame 参考系：absolute绝对的；Relative to adjacent cell zone 相对于邻近的单元区Velocity magnitude 速度的大小Turbulence 湍流Specification method 规范方法k and epsilon K-E方程：1 Turbulent kinetic energy湍流动能；2 turbulent dissipation rate 湍流耗散率Intensity and length scale 强度和尺寸： 1湍流强度 2 湍流尺度=0.07L（L为水力半径）intensity and viscosity rate强度和粘度率：1湍流强度2湍流年度率intensity and hydraulic diameter强度与水力直径：1湍流强度；2水力直径2、压力入口边界条件（pressure-inlet）：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，对计算可压和不可压问题都适合。
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。
Fluent-第7章--边界条件
假定除了压力之外的所有流动变量正法 向梯度为零。模拟的流动出口的流速和 压力未知。适合于出口完全发展。不适 合于可压流计算。 模拟具有指定的损失系数，流动方向以 及周围（入口）环境总压和总温的进风口。 模拟外部进气扇，它具有指定的压力跳跃， 流动方向以及周围（进口）总压和总温。 模拟通风口，它具有指定的损失系数以及周 围环境（排放处）的静压和静温。 模拟外部排气扇，它具有指定的压力跳跃以 及周围环境（排放处）的静压。
压力出口
流动出口的静压（在回流中还包括
其它的标量）。
当出现回流时，使用压力出口边界条件来代替质量出 口 条件常常有更好的收敛速度。
压力远场
模拟无穷远处的自由可压流动，该流
动的自由流马赫数以及静态条件已经
指定了。这一边界类型只用于可压
流。
精选课件
7
边界条件定义
质量出口
进风口 进气扇边界 通风口 排气扇边界
在菜单Define Materials…中选择incompressibleideal-gas 。
将操作压力（ Operating Pressure）设为问题中压力 的平均值。
精选课件
20
Pressure Inlet (1)
参数确定:
Total Gauge Pressure 驱使流体运动的能量.
边界条件的设定
精选课件
1
边界条件——Why and What
为了获得物理问题（各种微分方程）的唯一解， 必须对计算域边界设定各种参数值.
如各种通量（热通量、质量通量）、运动状况等.
边界条件内容:
定义边界条件的位置信息 (如进口、固体壁面、对称位 置面)
确定边界上的各种参数信息
边界条件的具体内容和计算中采用的物理模型、 边界条件的类型密切相关.
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4
边界的种类
axis exhaust-fan inlet-vent intake-fan interface mass-flow-inlet outflow outlet-vent pressure-fat-field pressure-inlet pressure-outlet symmetry velocity-inlet wall
给选定的边界设定:
从Zone菜单中选择边界. 点击Set按钮
利用Copy按钮可以复制边界条件.
边界条件的内容可以存盘， 也可以读入.
file write-bc and file read
利用 UDFs and Profiles可以 定义复杂的边界条件
15
流场的入口和出口
对计算区域的流场入口和出口可以选择设置多 种边界条件。
默认值：面
选择边界的类型.
鼠标直接选取.
对定义好的边界可以再 操作 更改、删除.
11
边界条件的定义——Specify Type
选择边界对应的几何体
默认值：体
选择边界的类型.
鼠标直接选取.
对定义好的边界可以再 操作
更改、删除.
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边界条件的定义——Define
在Fluent中定义边界条件的具体值
质量 动量 能量
湍流中的K.E. 湍流中的耗散率 组分质量分数
walls
边界条件被分配到区域内
in
区域是单元（流体或固体）或单元边界（流场边界或 内部面）的集合。
内部面主要用于后处理。
内部面与区域相联系：
内部的面可以从单元边界自动产生。
内部面只与流体区域有个而与固体区域无关。
必须仔细确定边界条件的参数
直接影响了求解过程和所得到的结果.
2
边界条件
边界条件的作用 设置边界条件
流场的入口和出口 壁面、重复周期边界ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ件 内部单元区域 内部单元边界
3
边界条件的作用
out
边界条件
边界条件指引并限制流体运动。
边界条件是数学模型中必需的部分。
指定进入计算区域的通量：
8
基本流程
Gambit
Solver Boundary Type
Fluent
Fluid Type Select Boundary
Set Parameters
9
边界条件的定义——Solver
选择求解器 正对求解器选择不同的
边界条件定义器
10
边界条件的定义——Specify Type
选择边界对应的几何体
轴边界 排气扇面 排气口 入口扇面 界面 质量入口 流出 出口 压力远场 压力入口 压力出口 对称 速度入口 壁面
5
基本的边界类型
外部面
一般: Pressure inlet, Pressure outlet
不可压: Velocity inlet, Outflow
可压: Mass flow inlet, Pressure far-field
边界条件的设定
1
边界条件——Why and What
为了获得物理问题（各种微分方程）的唯一解， 必须对计算域边界设定各种参数值.
如各种通量（热通量、质量通量）、运动状况等.
边界条件内容:
定义边界条件的位置信息 (如进口、固体壁面、对称位 置面)
确定边界上的各种参数信息
边界条件的具体内容和计算中采用的物理模型、 边界条件的类型密切相关.
wall
Orifice_plate and orifice_plateshadow
6
边界条件定义
速度入口
流动入口边界的速度和标量。
压力入口
流动入口边界的总压和其它标量。
质量流动入口 可压流规定入口的质量流速。
在不可压流中不必指定入口的质量流，因为当密度是常 数时，速度入口边界条件就确定了质量流条件。
一下列出流场入口和出口可以使用的边界条件：
常用边界条件
Pressure inlet Pressure outlet
不可压流
Velocity inlet Outflow
可压流
Mass flow inlet Pressure far-field
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Velocity Inlet
定义类型:
pressure level
Magnitude, Normal to Boundary Components Magnitude and Direction
默认值为均匀流动
适用于 incompressible flows. Static pressure 相应分布. Total pressure 同样 用于 compressible flows 将有可能导致非物理解.
速度设定为负值时，可以用来表示出口. 但是必须要保证流量平衡.
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压力预处理
绝对压力是相对于真空而言的。
绝对压力可以用操作压力和表压来
表示。
p p p absolutegauge operating
静压是热力学压力。
absolute pressure
用绝对压力和表压的形式表示。
边界条件要求用表压形式输入。
压力出口
流动出口的静压（在回流中还包括
其它的标量）。
当出现回流时，使用压力出口边界条件来代替质量出 口 条件常常有更好的收敛速度。
7
边界条件定义
压力远场 质量出口
模拟无穷远处的自由可压流动，该流 动的自由流马赫数以及静态条件已经 指定了。这一边界类型只用于可压 流。 假定除了压力之外的所有流动变量正法 向梯度为零。模拟的流动出口的流速和 压力未知。适合于出口完全发展。不适 合于可压流计算。
特殊: Inlet vent, outlet vent, intake fan, exhaust
fan
interior
其它: Wall, Symmetry, Periodic, Axis
inlet
单元、区域
Fluid and Solid
outlet
相交面
Fan, Interior, Porous Jump, Radiator, Walls
各种边界条件的参数 可以重新定义边界类型
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重新定义边界条件
一般边界条件在预处理软件中定义. 可以在Fluent中更改:
Define Boundary Conditions... 选择要更改的几何体 从Type中选择新的类型.
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给定边界条件参数
在 BC panels中直接赋值.