marc中文基本手册-第三章 边界条件的定义(BOUNDRAY CONDITIONS)讲解学习
边界条件的设定
1 2 v 2
Pressure Inlet (2)
注意的是 Gauge pressure 必须给定.
pabsolute pgauge poperating Operating pressure 定义: Define Operating Conditions
同时适用 compressible 和 incompressible flows. Fluent 计算时采用 static pressure and velocity 通过压力面的通量由内部条件和流动方向决定. 可以被用作模拟“Free”面.
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.和所得到的结果.
分析流程
1. 来流条件
均匀性 非预混模型 考虑混合效果
Air
1
2
Combustor Wall
3
2. 喷嘴进口
非预混模型 参数要求高
3. 喷嘴出口
预混模型 参数要求高
Nozzle 1 Fuel Manifold box
基本原则
设定在流体的进、出口
可以有利于收敛.
在垂直于边界上不应该
存在很大的参数梯度.
导致不同的结果.
减小边界附近的网格
扭曲度.
导致计算早期误差过大.
1
2
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 特殊: Inlet vent, outlet vent, intake fan, exhaust fan 其它: Wall, Symmetry, Periodic, Axis
边界条件
第二章：边界条件这一章主要介绍使用边界条件的基本知识。
边界条件能够使你能够控制物体之间平面、表面或交界面处的特性。
边界条件对理解麦克斯韦方程是非常重要的同时也是求解麦克斯韦方程的基础。
§2.1 为什么边界条件很重要用Ansoft HFSS求解的波动方程是由微分形式的麦克斯韦方程推导出来的。
在这些场矢量和它们的导数是都单值、有界而且沿空间连续分布的假设下，这些表达式才可以使用。
在边界和场源处，场是不连续的，场的导数变得没有意义。
因此，边界条件确定了跨越不连续边界处场的性质。
作为一个Ansoft HSS 用户你必须时刻都意识到由边界条件确定场的假设。
由于边界条件对场有制约作用的假设，我们可以确定对仿真哪些边界条件是合适的。
对边界条件的不恰当使用将导致矛盾的结果。
当边界条件被正确使用时，边界条件能够成功地用于简化模型的复杂性。
事实上，Ansoft HSS 能够自动地使用边界条件来简化模型的复杂性。
对于无源RF 器件来说，Ansoft HSS 可以被认为是一个虚拟的原型世界。
与边界为无限空间的真实世界不同，虚拟原型世界被做成有限的。
为了获得这个有限空间，Ansoft HSS使用了背景或包围几何模型的外部边界条件。
模型的复杂性通常直接与求解问题所需的时间和计算机硬件资源直接联系。
在任何可以提高计算机的硬件资源性能的时候，提高计算机资源的性能对计算都是有利的。
§2.2 一般边界条件有三种类型的边界条件。
第一种边界条件的头两个是多数使用者有责任确定的边界或确保它们被正确的定义。
材料边界条件对用户是非常明确的。
1、激励源波端口（外部）集中端口（内部）2、表面近似对称面理想电或磁表面辐射表面背景或外部表面3、材料特性两种介质之间的边界具有有限电导的导体§2.3 背景如何影响结构所谓背景是指几何模型周围没有被任何物体占据的空间。
任何和背景有关联的物体表面将被自动地定义为理想的电边界（Perfect E）并且命名为外部（outer）边界条件。
边界的边值条件-概述说明以及解释
边界的边值条件-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以描述本文要探讨的主题以及相关背景信息。
可以按照以下思路进行撰写：在软件开发和工程领域中，边界是一个重要的概念。
它定义了一个系统或者问题的范围，并帮助我们限定了可能的输入和输出。
边界可以是物理的，如一个软件系统的界限或者一个数据结构的大小限制，也可以是逻辑的，例如一个函数的输入范围或者一个算法的执行条件。
边界条件是指在边界上或者接近边界的情况下，系统或者问题的行为和结果可能发生的变化。
边值条件则是指在边界上取特定数值时的输入或输出情况。
在软件开发过程中，边值条件的处理对于程序的正确性和鲁棒性至关重要。
本文将探讨边界的定义和边值条件的概念，并阐述它们在软件开发和工程中的重要性和应用。
通过具体的案例和实例分析，我们将深入了解边界条件的处理方法和技巧，以及如何避免由于未考虑边值条件而导致的潜在问题和错误。
在结论部分，我们将总结边界条件的重要性，并展望未来的研究和发展方向。
本文的目的是提供一个关于边界和边值条件的全面而系统的介绍，帮助读者加深对这一概念的理解，并为软件开发和工程领域的从业人员提供有益的指导。
相信通过本文的阅读，读者将能够更好地理解和应用边界条件，进而提高程序的质量和可靠性。
通过对边界的定义和边值条件的概念的深入探讨，本文将为读者提供关于边界条件的理论基础和实践经验。
读者可以通过学习和应用本文内容，更好地处理边界条件问题，并在软件开发和工程中取得更好的成果。
无论是在编写代码时考虑边界条件，还是在测试和调试过程中处理边值情况，边界的边值条件都是不可忽视的因素。
希望本文能够为读者提供有关边界和边值条件的深入洞见，并对读者在软件开发和工程领域的工作中有所帮助。
请随我一起深入探讨边界的边值条件。
1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分介绍了本文的主题和目的。
首先，概述了边界的概念和重要性。
边界是指系统或问题的界限或限制条件，对系统的行为和性能具有重要影响。
边界条件是什么意思有什么条件
边界条件是什么意思有什么条件边界条件指在运动边界上方程组的解应该满足的条件。
那么你对边界条件了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是边界条件的内容，希望大家喜欢!边界条件的简介有限元计算，无论是ansys，abaqus，msc还是comsol等，归结为一句话就是解微分方程。
而解微分方程要有定解，就一定要引入条件，这些附加条件称为定解条件。
定解条件的形式很多，最常见的有两种——初始条件和边界条件。
如果方程要求未知量y(x)及其导数y′(x)在自变量的同一点x=x0取给定的值，即y(x0 )=y0，y′(x0)= y0′，则这种条件就称为初始条件，由方程和初始条件构成的问题就称为初值问题;而在许多实际问题中，往往要求微分方程的解在在某个给定区间a ≤ x ≤b的端点满足一定的条件，如y(a) = A , y(b) = B，则给出的在端点(边界点)的值的条件，称为边界条件，微分方程和边界条件构成数学模型就称为边值问题。
边界条件的分类边值问题中的边界条件的形式多种多样，在端点处大体上可以写成这样的形式，Ay+By'=C，若B=0，A≠0,则称为第一类边界条件或狄里克莱(Dirichlet)条件;B≠0,A=0，称为第二类边界条件或诺依曼(Neumann)条件;A≠0,B≠0，则称为第三类边界条件或洛平(Robin)条件。
总体来说，第一类边界条件：给出未知函数在边界上的数值;第二类边界条件：给出未知函数在边界外法线的方向导数;第三类边界条件：给出未知函数在边界上的函数值和外法向导数的线性组合。
对应于comsol，只有两种边界条件：Dirichlet boundary(第一类边界条件)—在端点，待求变量的值被指定。
Neumann boundary(第二类边界条件)—待求变量边界外法线的方向导数被指定。
再补充点初始条件：初始条件，是指过程发生的初始状态，也就是未知函数及其对时间的各阶偏导数在初始时刻t=0的值.在有限元中，好多初始条件要预先给定的。
marc_mentat手册命令说明中文版
2 主菜单
前处理菜单 ...................................................... 2-3 分析菜单........................................................ 2-5 后处理菜单 ..................................................... 2-6 配置菜单 ....................................................... 2-6 退出命令 ....................................................... 2-6 静态菜单 ....................................................... 2-7 实用菜单 ....................................................... 2-8 文件 ........................................................... 2-30 静态命令 ....................................................... 2-44 列出命令 ....................................................... 2-46 选择处理器 ...................................................... 2-48
4 边界条件
边界条件类型子菜单 ............................................... 4-2 力学 ........................................................... 4-5 热 ............................................................. 4-21 热-电耦合 ....................................................... 4-27 流体 ........................................................... 4-33 声场 ........................................................... 4-36 液压轴承........................................................ 4-38 静电场 ......................................................... 4-40 静磁场 ......................................................... 4-43 电磁场 ......................................................... 4-45 箭头设置........................................................ 4-49 表格 ........................................................... 4-51 变换 ........................................................... 4-60
Marc中常用词汇
Marc中常用词汇一、网格的划分(MESH GENERATION)与有限元分析相关的常用词：ELEMENT （单元）由多个节点定义的用于分析的最基本区域。
NODE （节点）用于定义单元的点，具体位置由坐标值确定。
与几何实体相关的常用词：POINT （点）描述曲线、曲面的控制点。
CURVE （曲线）线段、圆弧、样条等曲线的统称。
SURFACE （面）四边形面、球面、圆柱面等曲面的统称。
节点的生成：在MESH ENERATION 菜单下方，有橙色的条目NODE，其右边依次为绿色的ADD、REM、EDIT、SHOW 光钮，分别表示生成、删除、修改、确认节点，选取NODE－ADD 后将<↑>移至格栅中心，按鼠标器左键，则在该点周围有一红色“”表示已将该点生成为节点，注意此时只有格栅点才能被检取生成为节点，同理依次将格栅点（1，0，0）（1，1，0）（0，1，0）生成为节点。
单元的生成当节点已经存在时，选取ELEMS－ADD，用鼠标器按逆时针的顺序检取节点，将<↑>移至节点附近，按，该节点变为黄色，按可以取消最近一次检取。
单元几何类型的定义在绿色ELEMENT CLASS 光钮右边有绿色的“QUAD（4）”表示当前MENTAT 作成的单元几何形状类型为QUAD（4）（四节点四边形单元）。
如果要生成由二节点组成的直线形单元，则先检ELEMENT CLASS，进入下图所示的子菜单，检取LINE（2）并返回到MESH GENERATION 菜单，检取ELEMS－ADD，然后检取节点即可生成LINE（2）型单元。
MENTAT 可以支持以下线类型：LINE（直线）、CUBIC SPLINE（三次样条曲线）（important）、POLY LINE（多折线）、BEZIER（Bezier曲线）、NURB （Non Uniform Rational B-spline 非等分B 样条曲线）、INTERPOLATE（插值曲线）、COMPOSITE（复合曲线）、FILLET（倒圆线）、ARC（圆弧）、CIRCLE（圆）面的生成QUAD（四边形面，输入四个控制点的坐标值）、BEZIER （Bezier曲面）、DRIVEN（驱动曲面，必须指定被驱动的曲线（DRIVEN）及驱动曲线（DRIVE））、NURB （NURB曲面）、RULER（直纹曲面）、SPHERE（球面）、CYLINDER（圆柱面、圆锥面）、SWEPT（扫描面，输入二条曲线，即扫描线（SWEPT）及轨线（SWEEPING））、COONS（高斯面）、INTERPOLATE（插值面）、SKIN（蒙皮面）几何实体与网格的转换MESH GENERATION——CONVERT中，PONITS TO NODES 将控制几何点转换为单元节点。
环模边界条件设置
环模边界条件设置Setting boundary conditions for finite element analysis is a crucial step in ensuring accurate and reliable results. The boundary conditions define the constraints or loads applied to the model, which ultimately determine the behavior of the structure under analysis. Without appropriate boundary conditions, the analysis may yield erroneous results that do not accurately represent the real-world behavior of the structure. It is therefore essential to carefully consider and accurately define the boundary conditions before conducting any finite element analysis.在有限元分析中设置边界条件是确保获得准确可靠结果的关键步骤。
边界条件定义了施加在模型上的约束或载荷，最终确定了在分析下的结构行为。
如果没有恰当的边界条件，分析可能会产生错误的结果，无法准确地反映结构的真实行为。
因此，在进行任何有限元分析之前，必须仔细考虑并准确定义边界条件。
When setting boundary conditions, it is important to consider both the external and internal boundaries of the model. External boundaries correspond to physical constraints such as fixed supports,roller supports, or applied loads, while internal boundaries may involve contact interfaces or material interfaces within the model. Neglecting to properly define boundary conditions on internal interfaces can lead to unrealistic results and inaccuracies in the analysis. It is therefore essential to carefully inspect all boundaries of the model and ensure that appropriate boundary conditions are applied to each interface.在设置边界条件时，重要的是同时考虑模型的外部和内部边界。
边界条件——精选推荐
一.边界条件(Boundry Conditions)1.理想电边界(Perfect-E)理想电边界即理想电导体边界.电荷可在其中自由移动.边界内电场为0,边界上可存在面电荷,面电流,从而使外界电场分量垂直与边界,磁场方向平行与边界. 在HFSS design中任何与背景相邻接的部分会被默认为Perfect-E边界（outer）对于矩形波导,若将波导终端端面设置为Perfect-E, 由于波导内电场平行于端面,在边界处被置0,即入射波与反射波在端面处摸值相等,相位相反,叠加为0,由于电压V是对电场强度的积分,因为边界处电场强度为0，则端面处电压为0,相当于终端短路（阻抗值Z=0,在阻抗圆图上表示短路点）,VSWR趋于无穷大.(反射系数为1)H模截止频率为以下是对这一过程的仿真,其中矩形波导a=1.5mm, b=1mm,10λ=4.52267mm.取波导长度为100Ghz 取f=120Ghz 满足单模传输。
gλ,将端面设置为Perfect-E 进行测试。
18.09068mm=4*g图1-1 矩形波导主模传输终端设为Perfect-E时电场分布从图1-1可见在端面处电场切向方向为0，电场垂直于端面图1-2矩形波导主模传输终端设为Perfect-E时输入端Smith Chart可见负载端阻抗接近于开路。
L=1/4*g2．理想磁边界（Perfect-H）理想磁边界即理想磁导体，用电磁场理论中的磁荷模型进行分析即磁荷可以在理想磁导体自由移动，理想磁导体中磁场为0，边界上可聚集面磁荷，面磁流，从而使磁场方向垂直于边界。
电场方向与边界相切。
对应于矩形波导终端Perfect-H边界使得磁场垂直于边界，置切向磁场为0，由于电流Z趋向于是切向磁场的积分，故边界使电流为0，而切向电场存在，负载处电压不为0。
故L无穷，VSWR趋向于无穷，相当于终端开路。
以下是对这一过程仿真。
波导参数与上例中完全相同。
端面边界设置为Perfect-H.从图2-1中可看出端面处磁场垂直于端面，切向磁场分量为0。
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第三章边界条件的定义（BOUNDRAY
CONDITIONS）
本章要点
●各类分析的边界条件
●边界条件的内容
●边界条件的施加
在MAIN菜单中检取BOUNDRAY CONDITION后，就可进行边界条件定义。
边界条件定义包括边界条件内容及边界条件施加二部分。
例如要定义3节点上的X方向位移为零这一边界条件，就可在MENTAT上设边界条件名称为“fix_x”，定义边界条件内容为X方向位移为零，最后，将这一边界条件施加于节点3上。
BOUNDRAY CONDITIONS的子菜单
在MAIN菜单中检取BOUNDRAY CONDITION后，可以见到由各种不同分析名组成的子菜单，用户可根据实际分析类型选择定义边界条件，不同类型的分析所需的边界条件不同，下面简单介绍一下各种分析所需的边界条件。
MECHANICAL 应力分析的边界条件定义。
THERMAL 热传导分析边界条件的定义。
JOULE 耦合热－电分析边界条件的定义。
ACOUSTIC 声场分析边界条件的定义。
BEARING 轴承润滑分析边界条件的定义。
ELECTROSTATIC 静电场分析边界条件的定义。
MAGNETOSTATIC 静磁场分析边界条件的定义。
将定义的所有边界条件以不同颜色区分显示出来。
ID BOUNDRAY
CONDS
MECHANICAL
上面已提到在BOUNDRAY CONDITIONS菜单中检取MECHANICAL后，将对应于应力分析边界条件的定义，下面将
对这部分进行详细的介绍。
MENTAT定义的边界条件以其边界条
件名来进行管理，一个边界条件名对应一种边界条件，不允许有
重名。
在LOADCASE中将根据边界条件名来选择分析时到底采用
所定义的哪些边界条件。
边界条件名的定义
边界条件名的定义方法与以后要介绍的初始条件名、材料特性
名等的定义方法是一致的。
PREV 显示前一个边界条件。
NEXT 显示下一个边界条件。
NEW 登录新的边界条件。
改变当前边界条件名。
NAM
E
REM 把当前边界条件删除。
EDIT 选取一个边界条件名进行编辑，并使之成
为当前边界条件。
应力分析的边界条件有以下图示的几种。
FIXED DISPLACEMENT 定义位移边界条件，将施加在节点上，与MARC 输入文件中的FIXED DISP选项相对应。
FIXED ACCELERATION 动力分析时加速度边界条件的定义，将施加在节点上，与MARC输入文件的FIXED ACCE选项相对应。
POINT LOAD 定义点载荷，将施加在节点上，与MARC输入文
件中的POINT LOADS选项相对应。
FACE LOAD 壳单元、三维实体单元面力的定义，将施加在单
元面上。
与MARC输入文件中的DIST LOAD选
项相对应。
GLOBAL LOAD 单元在整体坐标系X、Y、Z方向上单位体积力分
布的定义。
GRAVITY LOAD 重力的定义。
CENTRIFUGAL LOAD 离心力的定义，包括定义旋转速度，旋转轴，将施加在单元上。
与MARC输入文件中的DIST LOADS及ROTATION A 选项相对应。
FLUID DRAG 定义流体的阻力和浮力。
EDGE FOUNDATION 对平面单元、壳单元定义弹性地基的弹性刚度，施加在边上，与MARC输入文件中的FOUNDATION选项相对应。
FACE FOUNDATION 对壳单元、三维实体单元定义面（FACE）上的弹性地基，与MARC输入文件中的FOUNDATION 选项相对应。
STATE VARIABLES 定义状态变量，将施加在单元上。
NODAL TEMPERATURE 应力分析时节点温度的定义，与MARC输入文件中POINT TEMP选项相对应。
热传导边界条件的定义
下面再说明一下热传导分析常用的边界条件。
在BOUNDRY CONDITION菜单中检取THERMAL就可见下图所示的菜单。
热传导分析边界条件名的设置等均与应力分析时相同，不再重复。
FIXED TEMPERTURE 指定温度边界条件的定义，将施加在节点上。
与MARC输入文件中的FIXED TEMPERATURE选项相对应。
POINT FLUX 节点集中热流的定义，施加在节点上，与MARC
输入文件中的POINT FLUX选项相对应。
EDGE FLUX 平面单元、壳单元边分布热流的定义，将施加在
边上。
与MARC输入文件中的DIST FLUX选项
相对应。
FACE FLUX 壳单元、三维实体单元面（FACE）分布热流的
定义，将施加在单元面（FACE）上，与MARC
输入文件中的DIST FLUX选项相对应。
VOLUME FLUX 在三维实体单元单位体积热流的定义，将施加在
单元上，与MARC输入文件中的DIST FLUX选
项相对应。
EDGE FILM 平面单元、壳单元边对流边界条件的定义，将施
加在边上，与MARC输入文件中的FILMS选项
相对应。
FACE FILM 壳单元、三维实体单元面（FACE）对流边界条
件的定义，将施加在单元面（FACE）上，与MARC
输入文件中的FILMS选项相对应。
PLASTIC HEAT GENERATION 在耦合分析中，定塑性应变能转换为热能的比率，与MARC输入文件中的CONVERT选项相对应。
FIXED VELOCITY 是当考虑固体质量迁移所产生的对流时，需定义
的速度场。
必须采用JOBS中的相应选项来激活
这种对流传热效应。
TRANSFORMS（局部坐标系的定义）
在应力分析的边界条件定义菜单中有一个用于节点边界条件及其它参数坐标系转换的菜单TRANSFORMS，其子菜单如下图所示。
TRANSFORMS通常用于将节点载荷和指定位移从整体坐标系转换到局部坐标系下，以便于在局部坐标系下边界条件的定义。
例如下图所示的放置在斜面上的滑块，沿法线方向的位移为零，在整体坐标系中不便施加，但如果将滑移方向定义为局部坐标系的1轴，其法线方向为局部坐标系的2轴，则在局部坐标系下施加第2自由度约束即可。
TRANSFORMS边界条件同样通过不同的坐标变换名来管理。
由坐标变换名、坐标变换方法以及施加的节点三部分组成。
坐标变换名的管理方法与边界条件名的管理方法相同。
ALIGN 通过输入原点，局部坐标系X轴上的一点以及局
部坐标系Y轴方向上的一点共三点来定义坐标变
换。
输入二个点来定义圆柱坐标系的轴。
CYLINDRIC
AL
ROTATE 输入X轴、Y轴、Z轴的旋转角度（degree）来定义坐标转换。
用ALIGN或ROTATE定义坐标转换方法后需采用NODES－ADD/REM菜单来指定和取消进行坐标转换的节点；用CYLINDRICAL定义坐标转换方法后直接检取要进行坐标转换的节点。
边界条件定义举例（应力分析）
下面通过对已由MENTAT生成网格的平面结构施加对称位移边界条件及载荷边界条件来举例说明边界条件定义的一些菜单的使用方法。
输入操作命令
FILES M<ML>
OPEN M<ML>
mesh1 <CR>
FILL M<ML>
MAIN M<ML>
BOUNDRY CONDITIONS M<ML> MECHANICAL M<ML>
NEW M<ML>
NAME M<ML>
fix_x <CR>
FIXED DISPLACEMENT M<ML>
ON (X DISPLACE) M<ML>
OK M<ML>
NODES-ADD M<ML>
ND5，ND30，ND29，ND28，ND6
G<ML>
对称条件（1）NEW M<ML>
NAME M<ML>
fix_y <CR>
FIXED DISPLACEMENT M<ML> ON (Y DISPLACE) M<ML> OK M<ML>
NODES-ADD M<ML>
1,10,15,20,2 G<ML>
对称条件NEW M<ML>
NAME M<ML>
ed_load <CR>
EDGE LOAD M<ML>
PRESSURE M<ML>
-1 <CR>
OK M<ML>
EDGE-ADD M<ML>
（节点63中各单元边）
RETURN M<ML>
ID APPLYS M<ML>
FILL M<ML>
SAVE M<ML>
压力边界条件。