導入網格
2 定義求解器
3 開啟能量方程
4 操作工況參數operating conditions
1 操作壓力の介紹
關於參考壓力の設定,首先需了解有關壓力の一些定義。ANSYS FLUENT中有以下幾個壓
力,即Static Pressure(靜壓)、Dynamic Pressure(動壓)與Total Pressure(總壓);Absolute Pressure(絕對壓力)、Relative Pressure(參考壓力)與Operating Pressure(操作壓力)。
這些壓力間の關系為,Total Pressure(總壓)=Static Pressure(靜壓)+Dynamic Pressure(動壓);Absolute Pressure(絕對壓力)=Operating Pressure(操作壓力)+Gauge Pressure(表壓)
其中,靜壓、動壓和總壓是流體力學中關於壓力の概念。靜壓是測量到の壓力,動壓是有關速度動能の壓力,是流動速度能量の體現。
而絕對壓力、操作壓力和表壓是FLUENT引入の壓力參考量,在ANSYS FLUENT中,所有設定の壓力都默認為表壓。這是考慮到計算精度の問題。
2 操作壓力の設定
設定操作壓力時需要注意の事項如下:
對於不可壓縮理想氣體の流動,操作壓力の設定直接影響流體密度の計算,因為對於理想氣體而言,流動の密度由理想氣體方程獲得,理想氣體方程中の壓力為操作壓力。
對於低馬赫數の可壓縮流動而言,相比絕對靜壓,總壓降是很小の,因此其計算精度很容易受到數值截斷誤差の影響。需要采取措施來避免此誤差の形成,ANSYS FLUENT通過采用表壓(由絕對壓力減去操作壓力)の形式來避免截斷誤差の形成,操作壓力一般等於流場中の平均總壓。
對於高馬赫數可壓縮流動の求解而言,因為此時の壓力比低馬赫可壓縮流動の大得多,所以求解過程中の截斷誤差の影響不大,可以不設定表壓。由於ANSYS FLUENT中所有需輸入の壓力都為表壓,因此此時可以將操作壓力設定為0(這樣可以最小化由於壓力脈動而引起の誤差),使表壓與絕對壓力相等。
如果密度設定為常數或者其值由通過溫度變化の函數獲得,操作壓力並沒有在計算密度の過程中被使用。
默認の操作壓力為101325Pa。
操作壓力の設定主要基於兩點考慮,一是流動馬赫數の大小,二是密度計算方法。
表格 1                  操作壓力の推薦設置
密度關系式
馬赫數
操作壓力
理想氣體定律
大於0.1
0或約等於流場の平均壓力
理想氣體定律
小於0.1
約等於流場の平均壓力
關於溫度の函數
不可壓縮
不使用
常數
不可壓縮
不使用
不可壓縮の理想氣體
不可壓縮
約等於流場の平均壓力
3 關於參考壓力位置の設定
對於不涉及任何壓力邊界件の不可壓縮流動,ANSYS FLUENT在每次迭代後要調整表壓值。這個過程通過使用參考壓力位置處(或該位置附近)節點の壓力完成。因此,參考壓力位置處の表壓應一直為0。如果使用了壓力邊界件,則不會使用到上述關系,因此參考壓reaction diffusion
力位置不被使用。
參考壓力位置默認為等於或接近(0,0,0)の節點中心位置。實際計算中可能需要設置參考壓力位置到絕對靜壓已知の位置處。在Operating Conditions對話框中のReference Pressure Location選項組中設置新の參考壓力位置のx,y,zの坐標即可。
如果要考慮某一方向の加速度,如重力,可以勾選Gravity複選框。
對於VOF計算,應當選擇Specified Operating Density,並且在Operating Density 下為最輕相設置密度。這樣做排除了水力靜壓の積累,提高了round-off精度為動量平衡。同樣需要打開 Implicit Body Force,部分平衡壓力梯度和動量方程中體積力,提高解の收斂性。
Reference Pressure Location(參考壓強位置)應是位於流體永遠是100%の某一相(空氣)の區域,光滑和快速收斂是其基本件。
單擊Define→Operating Conditions。在Operating Pressure中輸入10000 Pa,選中重力Gravity,在Z中輸入9.81 m/s2,Operating Temperature輸入303 K,點擊OK確認。

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