边界条件类型
5.1 惯性边界条件
5.1.1 加速度
1.简介
加速度以长度比上时间的平方为单位作用在整个模型上。由于加速度施加到系统上，惯性将阻止加速度所产生的变化，因此惯性力的方向与所施加的加速度的方向相反。加速度可以通过定义部件或者矢量进行施加。该边界条件支持显示动力学分析，谐响应分析，刚体动力学分析，静态结构分析和瞬态结构动力学分析。该边界条件支持二维模型和三维模型，并且支持矢量和分量定义。
2.定义方法
在支持的求解环境中，右击求解类型，选择Insert>Acceleration，则在细窗口出现定义加速度设置面板，该面板包括两个选项：模型范围选择（Scope）和定义方法（Definition）。
（1）范围选择
对于该边界条件条件，程序会默认的选择所有模型，并且不能进行人工选择。
（2）定义方法
1）矢量定义
将Define By设置为Vector，则细节窗口出现如图5-1所示的定义加速度矢量设置面板，用户需要输入加速度的幅值（Magnitude）和指定加速度的方向（Direction），通过拾取模型的表面来定义方向。
图5-1 定义加速度矢量设置面板
2）分量定义
将Define By设置为Components，则细节窗口出现如图5-2所示的定义加速度分量设置面板，用户需要选择坐标系（Coordinate System）和输入三个方向的幅值。
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图5-2 定义加速度分量设置面板
5.1.2 标准的地球重力
1.简介
可以作为一个载荷施加。其值为9.80665 m/s2 （在国际单位制中），标准的地球重力载荷方向可以沿总体坐标轴的任何一个轴。不需要定义与其实际相反的方向得到重力的作用力。该边界条件适用于显示动力学，刚体动力学，静力学分析和瞬态结构动力学分析的二维或三维模型。
2.定义方法
在支持的求解环境中，右击求解类型，选择Insert>Standard Earth Gravity，则在细窗口出现如图5-3所示的定义重力加速度设置面板，该面板包括两个选项：模型范围选择（Scope）和定义方法（Definition）。
图5-3定义重力加速度设置面板
（1）范围选择
对于该边界条件条件，程序会默认的选择所有模型，并且不能进行人工选择。
（2）定义方法
如图5-3所示，在定义方法选项中用户只能修改三个选项：坐标系（Coordinate System），忽略（Suppressed）和重力加速度的方向（Direction）。坐标系可以使用默认的总体笛卡尔坐标系也可使用自定义的笛卡尔坐标系，但是不能使用柱坐标系，用户可以根据需要设置6个方向的重力加速度。
第1章https://www.doczj.com/doc/779475217.html,概述? 3 ?5.1.3 转动速度
1.简介
转动速度是另一个可以实现的惯性载荷。整个模型围绕一根轴在给定的速度下旋转，可以通过定义一个矢量来实现，给定转速大小和旋转轴；也可以通过分量来定义，在总体坐标系下指定点和分量值。
2.激活方法
在支持的求解环境中，右击求解类型，选择Insert>Rotational Velocity，则在细节窗口出现如图5-4所示的定义转速的设置面板，该面板暴力两个个选项：模型范围选择（Scope）和定义方法（Definition）。
图5-4 定义转速的设置面板
（1）范围选择
如图5-4所示，在Scope选项中主要需要设置选择方法（Scoping Method），用户可使用直接拾取几何体（Geometry）或使用名字选择（Named Selection）。
（2）定义方法
转速支持矢量（Vector）和分量（Component）定义，使用矢量定义转速，需要输入转速的大小和定义转轴；使用分量定义转速，需要至少输入一个方向的转速，并且使用坐标定义转轴的位置。
5.2 载荷类型边界条件
5.2.1 压力
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1.简介
压力只能施加在表面并且通常与表面的法向一致；正值代表进入表面（例如压缩）负值代表从表面出来（例如抽气等）；压力的单位为每个单位面积上力的大小，即Pa。如图5-5所示给出了施加压力示意图。该边界条件支持谐响应分析，显示动力学分析，结构静力学分析和瞬态动力学分析。
图5-5 施加压力示意图
2.激活方法
在支持的求解环境中，右击求解类型，选择Insert>Pressure，则在细节窗口出现如图5-6所示的定义压力的设置面板，该面板包括个选项：模型范围选择（Scope）和定义方法（Definition）。
图5-6 定义压力的设置面板
（1）范围选择
如图5-6所示，在Scope选项中主要需要设置选择方法（Scoping Method），用户可使用直接拾取几何体（Geometry）或使用名字选择（Named Selection）。
（2）定义方法
压力支持矢量（Vector），分量（Component）和法向（Normal）定义，使用矢量定义压力，需要输入压力的大小和方向；使用分量定义压力，需要至少输入一个方向的压力，并且使用坐标系定义压力方向；使用法向定义，则只需输入压力的大小。
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5.2.2 静水压力
1.简介
静水压力模拟由于流体重力产生的压力，使用静水压力可以定义线性分布压力。它的计算公式如下：
()0h h a p -=ρ （5-1）
其中：p -静水压力；ρ-流体的密度；a -流体的加速度；h -模型任意一点到液面的距离；0h -自由液面的高度，即静水压力为0的位置。h 的取值必须大于等于0h ，如果h 的取值小于0h ，则静水压力为0。
2.激活方法
在支持的求解环境中，右击求解类型，选择Insert>Hydrostatic Pressure ，则在细节窗口出现如图5-7所示的定义静水压力的设置面板，该面板包括四个选项：模型范围选择（Scope ），定义方法（Definition ），静水的加速度（Hydrostatic Acceleration ）和自由面位置（Free Surface Location ）。图5-8给出了在图5-7中设置后产生的静水压力云图。
图5-7 定义静水压力设置面板 图5-8 施加的静水压力
（1）范围选择 如图5-7所示，在Scope 选项中主要需要设置选择方法（Scoping Method ），用户
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可使用直接拾取几何体（Geometry）或使用名字选择（Named Selection），此外如果模型为壳体，还需要设置Shell Face，用户可以根据需要选择壳体顶面（Top）或壳体底面（Bottom）。
（2）定义方法
在该选项用户可以设置施加静水压力的参考坐标系和流体密度（Fluid Density）。
（3）静水加速度
在该选项用户可以设置施加静水加速度的方法，包括矢量和分量方法，如果选择矢量方法，则需要输入加速度的大小和矢量方向；如果选择分量方法，则根据需要输入至少一个方向的加速度，加速度与施加的静水压力的递减方向相反，如果用户想定义向下的重力，则需输入向上的重力加速度。
（4）自由面位置
该选项用来定义静水压力为0的参考面，如图5-8所示，将模型的顶边定义为参考面，则在该顶边下方开始计算静水压力。
5.2.3 集中力
1.简介
力可以施加在结构的最外面，边缘或者表面如图5-9所示。力将分布到整个结构当中去。这就意味着假如一个力施加到两个同样的表面上，每个表面将承受这个力的一半。力单位为质量*长度/时间2。力可以通过定义矢量，大小以及分量来施加。
图5-9 力载荷
2.激活方法
在支持的求解环境中，右击求解类型，选择Insert>Force，则在细节窗口出现如图5-10所示的定义集中力的设置面板，该面板包括两个选项：模型范围选择（Scope），定义方法（Definition）。
（1）范围选择
如图5-10所示，在Scope选项中主要需要设置选择方法（Scoping Method），用户可使用直接拾取几何体（Geometry）或使用名字选择（Named Selection）。
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（2）定义方法
集中力支持矢量（Vector）和分量（Component）定义，使用矢量定义集中力，需要输入集中力的大小和方向；使用分量定义集中力，需要至少输入一个方向的压力，并且可以为集中力设置参考坐标系。
图5-10 定义集中力的设置面板
5.2.4 远端力
1.简介
允许在面或者边上施加偏置的力，设定力的初始位置（利用顶点，圆或者x,y,z的坐标），力可以通过矢量和大小或者分量来定义，这个在面上将得到一个等效的力加上由于偏置的力所引起的力矩，这个力分布在表面上，但是包括了由于偏置力而引起的力矩。远端力可以施加在空间的任意位置，它的理论根据为工程力学中的力的平移定理。该定理叙述如下：
如图5-11所示，作用在物体上的力F可以平行移动到物体内任一点O，但必须同时附加一个力偶，才能与原来的作用等效。其附加力偶的力偶矩等于原力F对平移点O 的力矩。这就是力的平移定理。
图5-11 力的平移定理
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2.激活方法
在支持的求解环境中，右击求解类型，选择Insert>Remote Force，则在细节窗口出现如图5-10所示的定义集中力的设置面板，该面板包括三个选项：载荷作用范围（Scope），定义方法（Definition）和高级选项（Advanced）。
图5-12 定义远端力的设置面板
（1）载荷作用范围
如图5-11所示，施加远端力需要设置两个位置A和B，在图5-12中Scope选项中使用鼠标拾取或实体名字选择的模型对应于位置B，然后使用Scope选项中的三个坐标确定位置A，当A和B位置重合时，则该载荷的作用效果等效与集中力。
（2）定义方法
远端力支持矢量（Vector）和分量（Component）定义，使用矢量定义远端力，需要输入远端力的大小和方向；使用分量定义远端力，需要至少输入一个方向的远端力，此外用户还可以设置作用载荷实体面的行为（Behavior），程序目前支持三种行为：刚体（Rigid），变形体（Deformable）和耦合（Coupled）。刚体表明选择施加远端力的作用面在求解中不会发生变形，变形体表明选择施加远端力的作用面在求解中会发生变形，耦合表明选择施加远端力的作用面与下伏单元具有相同的自由度。
图5-13和图5-14分别给出了耦合作用面和柔性变形作用面对应的总体变形云图，由图可知，将远端力作用面设置为耦合，则该作用面的法向保持不变，而将远端力作用面的设置为柔性或刚体，则该作用面会随着载荷变形而移动。
（3）高级选项
该选项主要用来定义球形区域的半径，默认情况为包括整个模型，对于复杂模型为
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了缩短计算时间，用户可以直接输入球形半径值，但是该球形半径值必须要把远端力的作用面包括在里面，否则求解时就会报错。
图5-13 耦合作用面的总体变形云图图5-14 柔性变形作用面的总体变形云图5.2.5 轴承载荷
1.简介
轴承载荷仅适用于圆柱形表面。其径向分量将根据投影面积来分布压力载荷。轴向载荷分量沿着圆周均匀分布。一个圆柱表面只能施加一个轴承载荷。假如一个圆柱表面切分为两个部分，那么在施加轴承载荷的时候一定要保证这两个柱面都要选中。载荷的单位同力的单位。
2.激活方法
在支持的求解环境中，右击求解类型，选择Insert>Bearing Load，则在细节窗口出现如图5-15所示的定义轴承载荷的设置面板，该面板包括两个选项：载荷作用范围（Scope）和定义方法（Definition）。
（1）载荷作用范围
如图5-15所示，在Scope选项中主要需要设置选择方法（Scoping Method），用户可使用直接拾取几何体（Geometry）或使用名字选择（Named Selection）。
（2）定义方法
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轴承载荷支持矢量（Vector）和分量（Component）定义，使用矢量定义轴承，需要输入轴承载荷的大小和方向；使用分量定义集中力，需要至少输入一个方向的轴承压力，并且可以为轴承载荷设置参考坐标系。
图5-15 定义轴承载荷的设置面板
如图5-16给出了竖直向上轴承载荷径向力分布图，由图可知，轴承载荷的径向力实际值作用于半个圆柱面，并且与轴承载荷方向相同的圆柱面的径向力最大，而与轴承载荷方向垂直的圆柱面径向力为0。
图5-16 竖直向上轴承载荷径向力分布图
5.2.6 螺栓预紧力
1.简介
在圆柱形截面上施加预紧载荷以模拟螺栓联接，螺栓预紧载荷只能在3D模拟中采用，需要定义一个以z轴为主方向的局部柱坐标系。允许多个实体施加一个预紧载荷，如一个螺栓载荷应用到划分为多体零件的螺栓上，如图5-17所示：
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图5-17 螺栓载荷
2.激活方法
在支持的求解环境中，右击求解类型，选择Insert>Bolt Pretension，则在细节窗口出现如图5-18所示的定义螺栓预紧力的设置面板，该面板包括两个选项：载荷作用范围（Scope）和定义方法（Definition）。
图5-18 定义螺栓预紧力的设置面板
（1）载荷作用范围
如图5-18所示，在Scope选项中主要需要设置选择方法（Scoping Method），用户可使用直接拾取几何体（Geometry）或使用名字选择（Named Selection）。
（2）定义方法
螺栓预紧力支持预紧力（Load），预紧位移（Adjustment），消除螺栓预紧力（Open）和锁定螺栓预紧力（Lock）。如果用户选择Load，则可以直接输入螺栓的预紧力，如果用户选择Adjustment，则可以直接输入螺栓的预紧位移，如果用户选择Open，则表示不考虑螺栓预紧力，如果用户选择Lock，则可以固定模型的所有位移，也就是保持现
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有的螺栓预紧力，该选项从第二个载荷步开始施加。
5.2.7 力矩
1.简介
对于实体，力矩可以施加在任意表面，假如选择了多个表面，那么力矩将分摊在这些表面上。力矩可以用矢量及其大小或者分量来定义。当用矢量表示时，其遵守右手法则。在实体表面，力矩也可以施加在顶点或边缘，这与通过矢量或分量定义的以表面为基础的力矩类似。力矩的单位为力乘上长度，见图5-19。
图5-19力矩载荷
2.激活方法
在支持的求解环境中，右击求解类型，选择Insert>Moment，则在细节窗口出现如图5-20所示的定义力矩的设置面板，该面板包括三个选项：载荷作用范围（Scope）和定义方法（Definition）和高级选项（Advanced）。
图5-20 定义力矩的设置面板
（1）载荷作用范围
如图5-20所示，在Scope选项中主要需要设置选择方法（Scoping Method），用户可使用直接拾取几何体（Geometry）或使用名字选择（Named Selection）。。
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（2）定义方法
力矩支持矢量（Vector）和分量（Component）定义，使用矢量定义力矩，需要输入力矩载荷的大小和方向；使用分量定义力矩，需要至少输入一个方向的力矩，并且可以为力矩设置参考坐标系。此外用户还可以设置作用载荷实体面的行为（Behavior），程序目前支持三种行为：刚体（Rigid），变形体（Deformable）和耦合（Coupled）。刚体表明选择施加力矩的作用面在求解中不会发生变形，变形体表明选择施加力矩的作用面在求解中会发生变形，耦合表明选择施加力矩的作用面与下伏单元具有相同的自由度。
（3）高级选项
该选项主要用来定义球形区域的半径，默认情况为包括整个模型，对于复杂模型为了缩短计算时间，用户可以直接输入球形半径值，但是该球形半径值必须要把远端力的作用面包括在里面，否则求解时就会报错。
5.2.8 线性压力
1.简介
线性压力只能用于三维模拟中，通过载荷密度形式给一个边上施加一个分布载荷，单位是单位长度上的载荷。如果用户将施加线性压力的边的几何参数进行了参数话，如果该边变大或缩小后，线性压力保持不变，但是总压力会随之增大或缩小。
2.激活方法
在支持的求解环境中，右击求解类型，选择Insert>Line Pressure，则在细节窗口出现如图5-21所示的定义线性应力的设置面板，该面板包括两个选项：载荷作用范围（Scope）和定义方法（Definition）。
图5-21 定义线性应力的设置面板
（1）载荷作用范围
如图5-21所示，在Scope选项中主要需要设置选择方法（Scoping Method），用户可使用直接拾取几何体（Geometry）或使用名字选择（Named Selection）。
（2）定义方法
线性压力支持矢量（Vector），分量（Component）和切向（Tangential）定义，使
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用矢量定义线性压力，需要输入线性压力的大小和方向；使用分量定义线性压力，需要至少输入一个方向的线性压力，并且可以为线性压力设置参考坐标系；使用切向定义线性压力，只需要输入线性压力的大小。
5.2.9 PSD基础激励
1.简介
PSD基础激励载荷主要用于随机振动分析，PSD也成为功率谱密度，Workbench目前支持加速度，重力加速度，速度和位移功率谱密度四种类型的PSD基础激励载荷。PSD的基础激励载荷的作用位置由进行模态分析是定义的完全固定支撑（Fixed Support,），位移约束（Displacement），远端位移（Remote Displacemen）和体-地面的弹簧连接（Body-to-Ground Spring）位移约束决定。用户可以施加多个非关联的PSD基础激励载荷。
2.激活方法
在支持的求解环境中，右击求解类型，选择Insert>PSD，则在细节窗口出现如图5-22所示的定义PSD基础激励的设置面板，该面板包括两个选项：载荷作用范围（Scope）和定义方法（Definition）。
图5-22 定义PSD基础激励设置面板
（1）载荷作用范围
如图5-22所示，在Scope选项中只需要设置边界条件，PSD支持固定约束，位移约束，远端位移约束和体-地面的弹簧连接位移约束，这些约束只有在之前的模态分析中定义过后，才能在PSD基础激励载荷中使用。
（2）定义方法
该选项主要包括载荷数据（Load Data）和激励方向（Direction）两个选项，使用载荷数据用户可以输出PSD值与对应的频率值，如图5-23所示的定义PSD值与频率的表格，用户根据需要进行输入PSD值和对应的频率值。在激励方向上，用户可以根据进行选择，如X轴，Y轴或Z轴。
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图5-23 定义PSD值与频率的表格
5.2.10 RS基础激励
1.简介
RS基础激励载荷主要用于响应谱分析，RS也称为响应谱。对于每一个响应谱值都对应着一个频率。RS的基础激励只能作用在模态分析时定义的位移约束，并仅有完全固定的自由度才对该载荷有效。Workbench目前支持加速度，速度和位移四种类型的RS 基础激励载荷。用户只能在总体笛卡尔坐标系下指定RS基础激励载荷。
2.激活方法
在支持的求解环境中，右击求解类型，选择Insert>RS，则在细节窗口出现如图5-24所示的定义RS基础激励的设置面板，该面板包括两个选项：载荷作用范围（Scope）和定义方法（Definition）。
图5-24 定义RS基础激励设置面板
（1）载荷作用范围
如图5-24所示，在Scope选项中只需要设置边界条件，并且只能选择All BC Supports。
（2）定义方法
该选项主要包括载荷数据（Load Data），比例系数（Scale Factor）
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 HFSS 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 HFSS 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 背景边界: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。你可以把你的几何结构想象为外面有一层很薄而且是理想导体的材料。 有耗边界:如果有必要，你可以改变暴露于背景材料的表面性质，使其性质与
4. 设定区域类型 4.1 概述 区域类型设定确定了该区域截面和指定区域内的模型的实体和操作特征。有两种典型的区域类型设定： ?边界类型 ?连续介质类型 边界类型设定，例如WALL或者VENT，确定了模型的外部或者内部边界的特点。连续介质类型，例如FLUID或者SOLID，确定了模型内部指定区域的特点。 以下部分强简要介绍边界类型和连续介质类型设定并结合包含简单几何结构的计算模型示例阐述它们定义的目的。 4.1.1 边界类型设定 边界类型设定确定了模型中那些代表模型边界的拓扑结构实体的物理特性和操作特性。例如，如果用户将三维模型的一个面实体指定为INFLOW边界类型，该模型则被设定为介质从该设定面流入模型区域。类似的，如果用户对于一个二维模型的边实体指定为SYMMETRY边界类型，则该模型被设定为流量、温度和压力梯度沿着指定边等于零。因此，紧邻该边两侧的区域内的物理条件相同。 注意：要对于一个FLUENT解算器应用周期性边界条件，用户必须首先在应用边界条件的一组边（二维）或者一组面（三维）之间建立网格坚固连接。（关于网格坚固连接的详细说明，参阅3.2.3部分。）另外，用户必须为该组中的两条边或者两个面都设定PERIODIC 边界类型，并且这两条边（或者两个面）都必须作为一个单独实体的组成部分。（如图4－1。）
图4－1：周期性边界条件设定——FLUENT解算器 关于设定边界类型要求的步骤的完整说明，请参阅下面的4.2.1部分。 4.1.2 连续介质类型设定 连续介质类型设定确定模型你不指定区域的物理特性。例如，如果用户对于一个体积实体指定了FLUID连续介质类型设定，该模型设定使得动量方程、连续性和网格节点和单元之间的物性传递存在于该体积中。相反的，如果用户对于一个体积实体指定了SOLID连续介质类型，则仅仅有能量和物性传递方程（没有对流）将用用于该体积中现有的网格节点或者单元。 4.1.3 区域类型设定的影响 作为区域类型设定对于计算模型设定的影响的一个示例，考虑如图4－2所开始的几何结构——它包含一个直椭圆柱体。该几何结构包含一个体积，三个面，两条边和两个顶点。
第五章 边界条件 5-1 FLUENT 程序边界条件种类 FLUENT 的边界条件包括： 1， 流动进、出口边界条件 2， 壁面，轴对称和周期性边界 3， Internal cell zones ：fluid, solid (porous is a type of fluid zone ) 4， Internal face boundaries ：fan, radiator, porous jump, wall, interior 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： ★一般形式： ★可压缩流动： 压力进口 质量进口 压力出口 压力远场 ★不可压缩流动： ★特殊进出口条件： 速度进口 进口通分，出口通风 自由流出 吸气风扇，排气风扇 进口 出口 壁面 orifice (interior) orifice_plate and orifice_plate-shadow 流体 Example: Face and Cell zones associated with Pipe Flow through orifice plate
1，速度进口（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，对可压缩问题不适用，否则该入口边界条件会使入口处的总温或总压有一定的波动。 2，压力进口（pressure-inlet）：给出进口的总压和其它需要计算的标量进口值。对计算可压不可压问题都适用。 3，质量流进口（mass-flow-inlet）：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。4，压力出口（pressure-outlet）：给定流动出口的静压。对于有回流的出口，该边界条件比outflow 边界条件更容易收敛。该边界条件只能用于模拟亚音速流动。 5，压力远场（pressure-far-field）：该边界条件只对可压缩流动适合。 6，自由出流（outflow）：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。但并不是所有问题都适合，有三种情况不能用自由出流边界条件：包含压力进口条件；可压缩流动问题；有密度变化的非稳定流动（即使是不可压缩流动）。 7，进口通风（inlet 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。 8，进口风扇（intake 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。9，出口通风（out let vent）：排出风扇给定损失系数和环境静压和静温。 10, 排气扇（exhaust fan）：排除风扇给定压降，环境静压。 11，对称边界（symmetry）：对称边界条件适用于流动及传热场是对称的情况。 12，周期性边界（periodic）：如果我们关心的流动，其几何边界，流动和换热是周期性重复的，那么可以采取周期性边界条件。 13，固壁边界（wall）：对于粘性流动问题，FLUENT默认设置是壁面无滑移条件。对于壁面有平移运动或者旋转运动时，可以指定壁面切向速度分量，也可以给出壁面切应力从而模拟壁面滑移。 5－3 速度进口边界条件（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，对可压缩问题不适用，否则该入口边界条件会使入口处的总温或总压有一定的波动。 边界条件设置的主要输入量如图示，包括： ●速度大小，方向或各速度分量；Velocity magnitude and direction or velocity components ●周向速度（轴对称有旋流动）；Swirl velocity (for 2D axisymmetric problems with swirl) ●静温（考虑能量）；Temperature (for energy calculations) ●出流表压（对于耦合求解器）；Outflow gauge pressure (for calculations with the coupled solvers) ●湍流参数（考虑湍流计算）；Turbulence parameters (for turbulent calculations) ●……
COMSOL周期性边界条件的应用 在将真实的物理问题转化为仿真模型时，为了通过有限的计算资源获得尽可能高的计算精度，模型简化是必要的。模型简化的前提是所模拟的物理问题具有结构、材料属性及边界条件的对称性或均匀性，以此为基础，可通过特定的方程及边界条件建立模型，例如降维方程，镜像/周期性/旋转对称边界条件，或根据工程经验将某些计算域简化为边界等等。 当处理空间或时间上具有周期性的物理问题时，采用周期性边界条件（Periodic/Cyclic Condition），可将复杂结构的模拟简化为周期单元，在不失精确度的前提下，大大降低计算量。 COMSOL提供的周期性边界条件包括四种类型： ?连续性周期边界（Continuity），指在源和目标边界上的场值相等； ?反对称周期边界（Antiperiodicity），源和目标边界上场值符号相反； ?弗洛奎特周期性边界（Floquet periodicity），源和目标边界上场值相差一个位相因子，位相因子由波矢和边界相对距离确定。Continuity和Antiperiodicity边界可以认 为是Floquet periodicity边界在位相分别为0和π情况下的两个特例。 ?循环对称性边界（Cyclic Symmetry），源和目标边界上场值相差一个位相因子，位相因子由计算域所对应的扇形角和角向模式数决定。 以下是几个典型应用： 1.微纳光学领域内的光子晶体（Photonic Crystal）、表面等离子体激元（Surface Plasmon） 阵列结构及超材料（Metamaterial），这几种结构均由空间上周期性重复的散射体构 成，当计算透射率及能带结构时，常常可采用Floquet perioidcity边界将结构简化。 超材料能带分析 Metamaterial.mph 2.作为压电传感器件的声表面波器件（Surface Acoustic Wave, SAW）的本征频率问题 计算。
边界条件类型 5.1 惯性边界条件 5.1.1 加速度 1.简介 加速度以长度比上时间的平方为单位作用在整个模型上。由于加速度施加到系统上，惯性将阻止加速度所产生的变化，因此惯性力的方向与所施加的加速度的方向相反。加速度可以通过定义部件或者矢量进行施加。该边界条件支持显示动力学分析，谐响应分析，刚体动力学分析，静态结构分析和瞬态结构动力学分析。该边界条件支持二维模型和三维模型，并且支持矢量和分量定义。 2.定义方法 在支持的求解环境中，右击求解类型，选择Insert>Acceleration，则在细窗口出现定义加速度设置面板，该面板包括两个选项：模型范围选择（Scope）和定义方法（Definition）。 （1）范围选择 对于该边界条件条件，程序会默认的选择所有模型，并且不能进行人工选择。 （2）定义方法 1）矢量定义 将Define By设置为Vector，则细节窗口出现如图5-1所示的定义加速度矢量设置面板，用户需要输入加速度的幅值（Magnitude）和指定加速度的方向（Direction），通过拾取模型的表面来定义方向。 图5-1 定义加速度矢量设置面板 2）分量定义 将Define By设置为Components，则细节窗口出现如图5-2所示的定义加速度分量设置面板，用户需要选择坐标系（Coordinate System）和输入三个方向的幅值。
https://www.doczj.com/doc/779475217.html,简明教程 ? 2 ? 图5-2 定义加速度分量设置面板 5.1.2 标准的地球重力 1.简介 可以作为一个载荷施加。其值为9.80665 m/s2 （在国际单位制中），标准的地球重力载荷方向可以沿总体坐标轴的任何一个轴。不需要定义与其实际相反的方向得到重力的作用力。该边界条件适用于显示动力学，刚体动力学，静力学分析和瞬态结构动力学分析的二维或三维模型。 2.定义方法 在支持的求解环境中，右击求解类型，选择Insert>Standard Earth Gravity，则在细窗口出现如图5-3所示的定义重力加速度设置面板，该面板包括两个选项：模型范围选择（Scope）和定义方法（Definition）。 图5-3定义重力加速度设置面板 （1）范围选择 对于该边界条件条件，程序会默认的选择所有模型，并且不能进行人工选择。 （2）定义方法 如图5-3所示，在定义方法选项中用户只能修改三个选项：坐标系（Coordinate System），忽略（Suppressed）和重力加速度的方向（Direction）。坐标系可以使用默认的总体笛卡尔坐标系也可使用自定义的笛卡尔坐标系，但是不能使用柱坐标系，用户可以根据需要设置6个方向的重力加速度。
（第一边界条件）源代码： function y=yt1(x0,y0,f_0,f_n,x) _____________(1) %第一类边界条件下三次样条插值； %xi 所求点； %yi所求点函数值； %x 已知插值点； %y 已知插值点函数值； %f_0左端点一次导数值； %f_n右端点一次导数值； n = length(x0); z = length(y0); h = zeros(n-1,1); k=zeros(n-2,1); l=zeros(n-2,1); S=2*eye(n); fori=1:n-1 h(i)= x0(i+1)-x0(i); end fori=1:n-2 k(i)= h(i+1)/(h(i+1)+h(i)); l(i)= 1-k(i); end %对于第一种边界条件： k = [1;k]; _______________________(2) l = [l;1]; _______________________(3) %构建系数矩阵S： fori = 1:n-1 S(i,i+1) = k(i); S(i+1,i) = l(i); end %建立均差表： F=zeros(n-1,2); fori = 1:n-1 F(i,1) = (y0(i+1)-y0(i))/(x0(i+1)-x0(i)); end D = zeros(n-2,1);
fori = 1:n-2 F(i,2) = (F(i+1,1)-F(i,1))/(x0(i+2)-x0(i)); D(i,1) = 6 * F(i,2); end %构建函数D： d0 = 6*(F(1,2)-f_0)/h(1); ___________(4) dn = 6*(f_n-F(n-1,2))/h(n-1); ___________(5) D = [d0;D;dn]; ______________(6) m= S\D; %寻找x所在位置，并求出对应插值： fori = 1:length(x) for j = 1:n-1 if (x(i)<=x0(j+1))&(x(i)>=x0(j)) y(i) =( m(j)*(x0(j+1)-x(i))^3)/(6*h(j))+... (m(j+1)*(x(i)-x0(j))^3)/(6*h(j))+... (y0(j)-(m(j)*h(j)^2)/6)*(x0(j+1)-x(i))/h(j)+... (y0(j+1)-(m(j+1)*h(j)^2)/6)*(x(i)-x0(j))/h(j) ; break; else continue; end end end （2）（自然边界条件）源代码： 仅仅需要对上面部分标注的位置做如下修改: __(1):function y=yt2(x0,y0,x) __(2):k=[0;k] __(3):l=[l;0] __(4)+(5):删除 —(6):D=[0:D:0]
周期性边界条件 周期性边界条件用来解决，物理模型和所期待的流动的流动/热解具有周期性重复的特点。FLUENT提供了两种类型的周期性边界条件。第一种类型不允许通过周期性平面具有压降（对于FLUENT4用户来说：这一类型的周期性边界是指FLUENT4中的圆柱形边界）。第二种类型允许通过平移周期性边界具有压降，它是你能够模拟完全发展的周期性流动（在FLUENT4中是周期性边界）。 本节讨论了无压降的周期性边界条件。在周期性流动和热传导一节中，完全发展的周期性模拟能力得到了详尽的描述。 周期性边界的例子 周期性边界条件用于模拟通过计算模型内的两个相反平面的流动是相同的情况。下图是周期性边界条件的典型应用。在这些例子中，通过周期性平面进入计算模型的流动和通过相反的周期性平面流出流场的流动是相同的。正如这些例子所示，周期性平面通常是成对使用的。 Figure 1: 在圆柱容器中使用周期性边界定义涡流 周期性边界的输入 对于没有任何压降的周期性边界，你只需要输入一个东西，那就是你的所模拟的几何外形是旋转性周期还是平移性周期。（对于有周期性压降的周期流还要输入其它的东西，请参阅周期性流动和热传导一节。） 旋转性周期边界是指关于旋转对称几何外形中线形成了一个包括的角度。本节中的图一就是旋转性周期。平移性周期边界是指在直线几何外形内形成周期性边界。下面两图是平移性周期边界：
Figure 1: 物理区域 Figure 2: 所模拟的区域 对于周期性边界，你需要在周期性面板（下图）中指定平移性边界还是旋转性边界，该面板是从设定边界条件菜单中打开的。 Figure 3: 周期性面板 (对于耦合解算器，周期性面板中将会有附加的选项，这一选项允许你指定压力跳跃，详细内容请参阅周期性流动和热传导一节。) 如果区域是旋转性区域，请选择旋转性区域类型。如果是平移性就选择平移性区域类型。对
[考试]在fluent中修改周期性边界条件中国振动联盟 标题: 在fluent中修改周期性边界条件，怎么不对啊 [打印本页] 作者: skgk-qqq 时间: 2012-2-26 09:39 标题: 在fluent中修改周期性边界 条件，怎么不对啊 我是在fluent主界面输入命令:grid mod check，然后回车，得到periodic zone[()],我再输入3，回车，shadow zonezone[()],我再输入10，回车，得到Rottional periodic,(if no,translational)[yes],然后回车，得到Create periodic zones?[yes]，然后回车，得到zone 3;matched 0 out of 10854 faces. zone 10:matched 0 out of 10854 faces. Error: Failed to make zones periodic.ERROE:object:#f.请教各位了，着急啊～～～ 作者: skgk-qqq 时间: 2012-2-26 09:51 回复 1 # skgk-qqq 的帖子 各位大哥，帮帮忙啊，着急啊 作者: Seventy721 时间: 2012-2-26 11:01 大概是因为你的两个periodic面上的网格不完全一致，导致不能match。这两 个面的几何尺寸和网格划分必须完全一致。建议划分网格之前在两个面上建立 hard link，这样网格就会完全一样了。如果还不行就调整判断网格差异的tolerance，我记得用户手册里有说明，你找找看。 作者: skgk-qqq 时间: 2012-2-26 16:15 回复 3 # Seventy721 的帖子 我已经建立了link了啊，经过网格检查，网格单元数量也是一致的，而且输 出meh文件也正确，请问怎么调整tolerance啊，着急啊
Fluent技巧 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。需要注意的是，只能在图一中每一个类别中改变边界类型(注意：双边区域表面是分离的不同单元区域.) Figure 1: 区域类型的分类列表 设定边界条件 在FLUENT中，边界条件和区域有关而与个别表面或者单元无关。如果要结合具有相同边界条件的两个或更多区域请参阅合并区域一节。 设定每一特定区域的边界条件，请遵循下面的步骤： 1.在边界条件区域的下拉列表中选择区域。 2. 点击Set...按钮。或者，1.在区域下拉列表中选择区域。 2.在类型列表中点击所要选择的类型。或者在区域列表中双击所需区域.，选择边界条件区域将会打开，并且你可以指定适当的边界条件
（第一边界条件）源代码：function y=yt1(x0,y0,f_0,f_n,x)_____________(1) %第一类边界条件下三次样条插值； %xi所求点； %yi所求点函数值； %x已知插值点； %y已知插值点函数值； %f_0左端点一次导数值； %f_n右端点一次导数值； n = length(x0); z = length(y0); h = zeros(n-1,1); k=zeros(n-2,1); l=zeros(n-2,1); S=2*eye(n); fori=1:n-1 h(i)= x0(i+1)-x0(i); end fori=1:n-2 k(i)= h(i+1)/(h(i+1)+h(i)); l(i)= 1-k(i);
end %对于第一种边界条件： k = [1;k];_______________________(2) l = [l;1];_______________________(3) %构建系数矩阵S： fori = 1:n-1 S(i,i+1) = k(i); S(i+1,i) = l(i); end %建立均差表： F=zeros(n-1,2); fori = 1:n-1 F(i,1) = (y0(i+1)-y0(i))/(x0(i+1)-x0(i)); end D = zeros(n-2,1); fori = 1:n-2 F(i,2) = (F(i+1,1)-F(i,1))/(x0(i+2)-x0(i)); D(i,1) = 6 * F(i,2); end %构建函数D： d0 = 6*(F(1,2)-f_0)/h(1);___________(4)
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，operating condition下的operating pressure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operating condition下的operating pressure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，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Fluent User Guide，对压力出口边界描述如下： Pressure outlet boundary conditions require the specification of a static (gauge) pressure at the outlet boundary........All other flow quantities are extrapolated from the interior。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——Operating Conditions…中，所示的Operating Pressure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Operating Pressure原因的理解。
周期边界条件 aresaran （答网友问） （1）、究竟什么是"周期性边界条件"？如何去定义它的，为什么要引入这样一个定义。 周期边界条件源于这样的问题:宏观结构的信息不足以描述问题的细节,所以引入微观结构的信息来统计物质的宏观性质。周期边界条件广泛用于molecular dynamics & micromechanics. Fig1.细观力学的RVE 代表单元 尽管目前计算机的运算速度极大提高，但是仍然不能够用于进行大规模的宏微观联合计算。 因此引入了代表单元的概念，代表单元RVE 就如同是一个打开微观世界的一个窗口，看到的只是窗户里面的东西，我们假设整个微观世界是统计均匀的，因此无限量的复制了这个窗口，就可以得到所有微观信息。当然这个代表单元有要求，如上图，宏观结构尺寸远远尺寸，但是这个达标单元的尺寸又要能 足够多的包含微观颗粒的信息，有代表性，所以要求l L >>l A <<这是个一般性定义。 （2）、"周期性边界条件" 是不是只是在处理复合材料问题时才用，而且从众位大侠的讨论中似乎让我觉得这有点像"子结构"？ Fig2. 2D or 3 D RVE
子结构和代表单元根本不在一个层次上，RVE 的建模与普通建模没什么区别，当然你想得到随机的微观结构，就需要用外部程序比如matlab 书写相应的inp 文件。 Fig3. Ref. Frederic Feyel. Multiscale elastoviscoplastic analysis of composite structures. Computational Materials Science,1999,16: 344~354 2FE 子结构模型适合多尺度计算。如图三，是一个发动机叶片，局部区域希望能够用细观微结构描述，其余结构希望是均匀材料。 这个问题的模型就可以将复合材料区域SiC/Ti 用子模型/子结构实现代表单元，子结构传递边界条件给代表单元， 实现微观和宏观的关联。 （3）、"周期性边条"是不是"旋转周期结构"里所需施加的边界条件？ 对于复合材料层合壳体结构的旋转周期结构，相当于直角坐标周期结构的球坐标变换，物理意义等同。 （4）、为什么有些"轴对称单元"也在用这个？ 因该是指对称性条件和周期性条件的关系，下面的例子会给出解释。 【1】周期边界条件的推导实例： ij 是边界上施加的的宏观应变条件 Displacement BC. j ij i i l x u y u ε+=)()( Traction BC. )()()()(x n x y n y j ij j ij σσ?=
FLUENT中各种边界条件的适用范围 速度入口边界条件：用于定义流动入口边界的速度和标量。 压力入口边界条件：用来定义流动入口边界的总压和其它标量。 质量流动入口边界条件：用于已知入口质量流速的可压缩流动。在不可压缩流动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。压力出口边界条件：用于定义流动出口的静压（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。 压力远场边界条件：用于模拟无穷远处的自由可压缩流动，该流动的自由流马赫数以及静态条件已知。这一边界类型只用于可压缩流。 质量出口边界条件：用于在解决流动问题之前，所模拟的流动出口的流速和压力的详细情况还未知的情况。在流动出口是完全发展的时候这一条件是适合的，这是因为质量出口边界条件假定出了压力之外的所有流动变量正法向梯度为零。不适合于可压缩流动。 进风口边界条件：用于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。 进气扇边界条件：用于模拟外部进气扇，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。 通风口边界条件：用于模拟通风口，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。 排气扇边界条件：用于模拟外部排气扇，它具有指定的压力跳跃以及周围环境（排放处）的静压。 速度入口边界条件：速度入口边界条件用于定义流动速度以及流动入口的流动属性相关标量。这一边界条件适用于不可压缩流，如果用于可压缩流它会导致非物理结果，这是因为它允许驻点条件浮动。应该注意不要让速度入口靠近固体妨碍物，因为这会导致流动入口驻点属性具有太高的非一致性。 压力入口边界条件：压力入口边界条件用于定义流动入口的压力以及其它标量属性。它即可以适用于可压缩流，也可以用于不可压缩流。压力入口边界条件可用于压力已知但是流动速度和/或速率未知的情况。这一情况可用于很多实际问题，比如浮力驱动的流动。压力入口边界条件也可用来定义外部或无约束流的自由边界。 质量流动入口边界条件：用于已知入口质量流速的可压缩流动。在不可压缩流动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。当要求达到的是质量和能量流速而不是流入的总压时，通常就会使用质量入口边界条件。调节入口总压可能会导致解的收敛速度较慢，所以如果压力入口边界条件和质量入口条件都可以接受，应该选择压力入口边界条件。 压力出口边界条件：压力出口边界条件需要在出口边界处指定静（gauge）压。静压值的指定只用于亚声速流动。如果当地流动变为超声速，就不再使用指定压力了，此时压力要从内部流动中推断。所有其它的流
FLUENT边界条件（2）—湍流设置 （fluent教材—fluent入门与进阶教程于勇第九章） Fluent：湍流指定方法（Turbulence Specification Method） 2009-09-16 20:50 使用Fluent时，对于velocity inlet边界，涉及到湍流指定方法（Turbulence Specification Method），其中一项是Intensity and Hydraulic Diameter （强度和水利直径），本文对其进行论述。 其下参数共两项， （1）是Turbulence Intensity，确定方法如下： I=0.16/Re_DH^0.125 (1) 其中Re_DH是Hydraulic Diameter（水力直径）的意思，即式(1)中的雷诺数是以水力直径为特征长度求出的。 雷诺数 Re_DH=u×DH/υ(2) u为流速，DH为水利直径，υ为运动粘度。 水利直径见（2）。 （2）水利直径 水力直径是水力半径的二倍，水力半径是总流过流断面面积与湿周之比。 水力半径 R＝A/X (3) 其中，A为截面积（管子的截面积）＝流量/流速 X为湿周(字面理解水流过各种形状管子外圈湿一周的周长) 例如：方形管的水利半径 R=ab/2(a+b) 水利直径 DH=2×R (4) 举例如下： 如果水流速度u=10m/s，圆形管路直径2cm，水的运动粘度为1×10-6 m2/s。 则 DH=2×3.14*r^2/(2*3.14*r)=2*3.14*0.01^2/(3.14*0.02)=0.01 r为圆管半径 Re_DH=u×DH/υ=10*0.02/10e-6=20000 I=0.16/Re_DH^0.125=0.16/20000^0.125=0.0463971424017634≈5%
网格化分： 机体网格划分采用四面体网格。上部采用6mm网格，下部采用8mm网格，与缸套接触部分采用2mm网格，共有382111个单元，网格模型如图3和图4所示。缸套网格划分主要采用六面体2mm网格，4个缸套共有309472个单元，网格模型如图5所示。缸盖螺栓网格划分采用六面体4mm网格，18个螺栓共有13896个单元，网格模型如图6所示。缸垫网格划分采用六面体4mm网格，共有4075个单元，网格模型如图7所示。等效缸盖网格划分采用四面体7mm网格，共有186582个单元，网格模型如图8所示。总体计算网格模型如图9所示，共有896136个单元。 边界条件： 1 位移边界条件 机体底部约束为零 2 力边界条件 气缸套受力主要有装配应力、燃气压力、热应力和活塞侧向力。 2.1螺栓预紧力 螺栓预紧力通过拧紧力矩获得。根据YN33柴油机的螺栓拧紧力矩和螺栓结构尺寸计算得到螺栓预紧力为62490N。 2.2活塞对缸套的侧向力 活塞对缸套侧向力采用曲轴转角81°时的工况。假定力边界条件为：载荷沿缸套轴线方向按二次抛物线规律分布；沿缸套圆周120°角范围内按余弦规律分布。 选择侧击力影响最大位置进行研究，经过分析，选定1缸曲轴转角24°（活塞位于最大爆发压力处）、81°（活塞位于行程中间位置）时的工况进行研究，此时活塞对缸套的侧向力和侧向压力幅值如表1所示。加载边界条件时取L=43.5，x=0的位置为活塞销的位置。 表1 气缸套壁面加载的活塞侧向力 注：正值表示活塞侧向力作用在主推力侧，负值表示活塞侧向力作用在次推力侧。 2.3 缸套壁面的气体作用力
表2 一缸气缸套壁面加载的气体压力 热应力由温度边界条件计算得到温度场后施加到机械应力分析中进行热力耦合计算。 3 接触边界条件 主要接触对有：气缸盖与气缸垫、气缸盖与气缸套、气缸垫与机体、气缸垫与缸套、气缸套与机体、气缸盖与预紧螺栓下端面、预紧螺栓螺纹与机体螺栓孔螺纹。 4 温度边界条件 常见的导热特征边界条件有：第1类边界条件——恒定温度；第2类边界条件——热流密度；第3类边界条件——对流。本文研究机型选用采用第三类边界条件。 4.1气缸套温度边界条件 表3 AB段加载的热边界条件 表4 其他段加载的热边界条件 缸盖温度边界条件 缸盖暴露于大气环境中，其表面与周围环境换热极为微弱，因此换热系数不大，本次计算取23 W/m2·℃，环境温度取25℃。 4.2机体温度边界条件
1.固体物理教材在晶格振动、金属电子论、能带理论三个地方都用到了周期性 边界条件，试比较其异同并阐述你的理解。 周期性边界条件是边界条件的一种，反映的是如何利用边界条件替代所选部分（系统）受到周边（环境）的影响。可以看作是如果去掉周边环境，保持该系统不变应该附加的条件，也可以看作是由部分的性质来推广表达全局的性质。 周期性边界条件的引入有两个目的：在粒子的运动过程中，若有一个或几个粒子跑出模型，则必有一个或几个粒子从相反的界面回到模型中，从而保证该模拟系统的粒子数恒定；计算原子间作用力的时候采取最近镜像方法，这样模型中处于边界处的原子受力就比较全面，从而消除了边界效应。这种方法在计算机分子动力学模拟中使用非常广泛。 由此，在讨论晶格振动、金属电子论、能带理论的周期性边界条件时只是在不同的范围中周期性边界条件具体的定义、应用以及意义。 晶格振动的周期性边界条件：由N个原子组成一个模型——原子数目有限，但各原子完全等价。第j个原子的运动与第 mN+j个原子的运动情况完全一样。对于原子的自由运动，边界上的原子与其它原子一样，无时无刻不在运动，对于有N个原子原子链，硬性设定u1=0，uN=0的边界条件是不符合事实的。其实不论什么边界条件都与事实不符合，但为了求近似解，必须选取一个边界条件，晶格振动谱的实验测定是对晶格振动理论的最有力验证，周期性边界条件是晶格振动理论的前提条件。 金属电子论的周期性边界条：.金属中自由电子气应该服从量子力学规律，在保留独立电子近似和自由电子近似基础上应通过求解薛定愕方程给出电子本征态和本征能量，从而来解释金属性质。我们把自由电子气等效为在温度 T＝0K，V ＝L3的立方体内运动的 N个自由电子。独立电子近似使我们可以把 N个电子问题转换为单电子问题处理。要计算一系列想关函数都与波矢 k有关。波矢 k 的取值要由边界条件决定，边界条件的选取既要反映出电子是在有限体积中运动的特点，又要在数学上便于操作，因此，类似于晶格振动是的情况，周期性边界条件（Born-Karman边界条件）是人们通常采用的最适合的方法。 能带理论的周期性边界条件：能带论的基本出发点是认为固体中的电子不再是完全被束缚在某个原子周围，而是可以在整个固体中运动的，称之为共有化电子。但电子在运动过程中并也不像自由电子那样，完全不受任何力的作用，电子在运动过程中受到晶格原子势场和其它电子的相互作用。能带理论是基于三个基本（近似）假设：1）Born－Oppenheimer 绝热近似：离子的波函数与电子的位置及状态无关：多粒子问题→多电子问题2）Hatree－Fock平均场近似：忽略电子与电子间的相互作用，用平均场代替电子与电子间的相互作用：多电子问题→单电子问题。3）周期场近似：单电子问题→单电子在周期场中运动问题。由于这三个基本假设，每个电子都处在完全相同的严格周期性势场中运动，因此每个电子的运动都可以单独考虑。在计算电子运动的薛定谔方程时，由于势场的周期性反映了晶格的平移对称性，可定义一个平移算符，为了确定平移算符的本征值，引入周期性边界条件。
指南：边界类 主题 解释 使用边界类建立用户界面模型 边界类示例 边界类职责示例 边界类属性示例 边界类关系示例 边界类特殊需求示例 建立主角与边界类之间的关联关系 边界类及其关系的优劣标准 解释 边界类用于对系统与其环境（即系统的主角）之间的交互进行建模。边界类中包括了交互的以下方面： 使用系统的“内部元素”来协调主角的行为； 接收从主角到系统的输入，例如信息或请求； 提供从系统到主角的输出，例如存储的信息或派生的结果。 因此，边界类可用于获取对用户界面的需求。目前所创建的许多用户界面都是面向对象的，并且面向对象的界面由于使用起来直观有效而成为了发展趋势，因此创建用户界面的对象模型是非常值得的。虽然用户界面设计方面的许多决定都最好在设计用户界面原型和快速开发用户界面的过程中作出，但仍有必要在对象模型中对用户界面的结构和可用性需求进行研究。 使用边界类建立用户界面模型 要理解本指南的其余部分，请参见指南：用户界面（一般）中的“窗口基本原理：设置环境”一节。 边界类 边界类用于对一个或多个主角与系统之间 的交互进行建模。
可以使用边界类来建立基于窗口的用户界面模型；从较高的层次上，可以将其描述为以下几点： 使用一个边界类来表示一个主窗口。 使用一个边界类来表示主窗口中每个由主角操作的相关逻辑对象（类型）；每个这样的对象也常会有自己的辅助窗口，例如特征窗 口。 使用边界类的职责来描述需要对其相关窗口和对象执行的操作。 使用边界类的属性来描述其相关窗口和对象的特征。 使用边界类之间的关系来表示关系，例如其相应窗口和对象的聚合关系分层结构及导航路径。 使用边界类的特殊需求来表示其相应窗口和对象的可用性需求和其他类型的需求，例如设计与实施需求。 对于以上示例中的窗口及其对象，我们可以确定如下边界类、职责、属性、关系和特殊需求。 边界类示例 可以为文档编辑器确定以下边界类： 请注意，其中包括了 Character 边界类。这是因为在这一特定的应用程序（即文档编辑器）中，要将一个字符看作其自身的对象，Character 边界类是必不可少的。当然，如果 Character 类在所建模的应用程序中并非必需，就不应使用 Character 类。在这种情况下，Character 边界类可能是过细的划分。 可以为邮件应用程序确定以下边界类： 可以为文件处理确定以下边界类： 边界类职责示例
ABAQUS旋转周期对称边界条件的设置 旋转周期对称设置包括：旋转周期对称设置，外加主面上的对称面约束，两者一起构成旋转对称的边界条件。下面所述的两种方法是仅针对旋转周期对称的设置。 两种方法： 1）修改inp文件： 找到*End Assembly，将之替换为 *TIE,CYCLIC SYMMETRY,NAME=TIE-CYCLIC Surf-Cylic-SLAVE,Surf-Cylic-MASTER ** *End Assembly ** *CYCLIC SYMMETRY MODEL,N=60 0,0,0,0,0,1 --------------------------- 上面设置中包括：主面的设置，从面的设置，模型周期的数目，以及旋转轴。因此需要建立这两个面的集合：Surf-Cylic-MASTER，Surf-Cylic-SLAVE。N=60表示有60个。0,0,0为旋转轴的起点，0,0,1为旋转轴的终点。 2）直接在前处理cae中设置 首先，建立主面和从面的集合，便于选取； 其次，为旋转轴的起点和终点建立参考点（RP），旋转轴一定要设在整个模型的旋转中心上；参考点可通过输入坐标的方式建立。注意：其他方式建立点都不可行，以下详述。 最后，输入周期的数目，本模型为整体模型的多少分之一，即输入倒数即可。 以上步骤参见下图。 【旋转轴起点和终点的建立】 1）除参考点以外其他的建点的方式不行，比如建立datum point，无法在viewport中直接选中，同样建立集合时也选不中datum point。 2）使用attachment point建立的点虽然可以直接在viewport中选中，建立集合时也可选中，但无法写入inp文件，当write inp 文件时就造成cae崩溃直接退出软件！ 总之，旋转轴的设置，直接在前处理cae界面中设置，不如直接在inp文件中修改方便！因为修改inp旋转轴只要直接给定起点和终点坐标就OK，省去先建立RP点的步骤。 【主面上设置对称面】 在边界条件中选对称面设置即可。先要建立一个柱坐标系为好。将柱坐标系的Z轴建在旋转中心上，R轴在模型两对称侧面的平分线上，T轴即自动建好为切线方向。对称边界设置时，选取之前建立的主面，方向为U2=UR1=UR3=0，此即为T轴为对称面的法线方向。 【补充说明】 对于一个具体的部件，除上述约束外，根据实际情况还需加上其他约束条件避免存在任何刚体位移的出现。如Z向（轴向）上避免刚体位移，径向上避免刚体位移。 下文算例中的详情看文末的总结。