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)
●……
5－4 压力进口边界条件（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。压力进口条件还可以用于处理外部或者非受限流动的自由边界。
压力边界条件的设置如图，其中第一项的表压强与绝对压强，操作压强有如下关系： 5－1 Operating pressure 输入：Define —>operating conditions
另外还应注意，这里给出的表压强的大小，是入口边界上的总压。
2
12
total static p p v ρ=+ 不可压缩流动 5—1 2/(1)1
(1)2
k k total
static k p p Ma --=+ 可压缩流动 5—2
压力进口条件需要输入的主要参数：
● 总压；Total (stagnation) pressure ●
总温；Total (stagnation) temperature ● 流动方向；Flow direction ● 静压；Static pressure ● 湍流参数（用于湍流计算）；Turbulence parameters (for turbulent calculations) ●
辐射参数（考虑辐射）；Radiation parameters (for calculations using the P-1
model, the DTRM, the DOmodel, or the surface-to-surface model) ● 化学组分质量分数（考虑化学组分）；Chemical species mass fractions (for
species calculations)
● 混合分数及其方差（用PDF 燃烧模型）；Mixture fraction and variance (for
non-premixed or partially premixed combustion calculations) ● … …
压力水平
真空
operating
gauge absolute p p p +=
5－5 质量流量进口边界条件（mass-flow-inlet）
给定入口边界上的质量流量。主要用于可压缩流动问题，对于不可压缩问题，由于密度是常数，可以使用速度入口条件。
质量进口条件包括两种：质量流率和质量通量。质量流率是单位时间内通过进口总面积的质量。质量通量是单位时间单位面积内通过进口的质量。如果是二维轴对称问题，质量流率是单位时间内通过2 弧度的质量，而质量通量是通过单位时间内通过一弧度的质量。
给定进口边界上的质量流量，此时局部进口总压是变化的，用以调节速度，从而达到给定的流量，这使得计算的收敛速度变慢。所以，如果压力边界条件和质量边界条件都适合流动时，优先选择用压力进口条件。对于不可压速流动，由于密度是常数，可以选择用速度进口边界条件。
5－6 压力出口边界条件（pressure-outlet）
给定出口的静压（表压）。该边界条件只能用于模拟亚音速流动。如果当地速度已经超过音速，则该压力在计算过程中就不采用了。压力根据内部流动计算结果给定。其它量都是根据内部流动外推出边界条件。该边界条件可以处理出口有回流问题，合理的给定出口回流条件，有利于解决有回流出口问题的收敛困难问题。
出口回流条件需要给定：出口静压，回流总温（如果有能量方程），湍流参数（湍流计
算），回流组分质量分数（有限速率模型模拟组分输运），混合物质量分数及其方差（PDF 计算燃烧）。如果有回流出现，给的表压将视为总压，所以不必给出回流压力。回流流动方向与出口边界垂直。
在出口压力边界条件给定中，需要给定出口静压（表压）。当然，该压力只用于亚音速计算。如果局部变成超音速，则根据前面来流条件外推出口边界条件。需要特别指出的是，这里的压力是相对于前面给定的工作压力。
FLUENT 给出了径向平衡出口边界条件供大家选择（适用于三维和轴对称有旋流动）。这时候，只有在半径很小的区域使用给定的静压边界条件，其它地方，假定径向速度可以忽略而计算得到，压力梯度为：
r
v r p 2
θρ=?? 5—3 即使是周向旋转速度为零，该边界条件也可以用。
5－7压力远场边界条件（pressure-far-field ）
如果知道来流的静压和马赫数，FLUENT 提供了的压力远场边界条件来模拟该类问题。该边界条件只适合用理想气体定律计算密度的问题，而不能用于其它问题。为了满足压力远场条件，需要把边界放到我们关心区域足够远的地方。
给定边界静压和温度及马赫数。可以是亚音速，跨音速或者超音速。并且需要给定流动方向，如果有需要还必须给定湍流量等等参数。
压力远场边界条件是一种不反射边界条件。对于流动为亚音速流动问题，对于来波和流出波，有两个Riemann 不变量。
12--
=∞
∞∞γc V R n 5－4 1
2--=γi ni i c
V R 5－5
n 下标速度表示垂至于边界的速度大小， c 是当地音速，γ是理想气体的比热比，∞表示边界，i 表示内部区域。根据两个不变量，我们可以得到：
)(21
∞+=
R R V i n 5－6 )(4
1∞--=R R c i γ 5－7
需要给出的参数：静压，马赫数，温度，来流方向，湍流参数等。
5－8 自由流出边界条件（outflow ）
如果我们在求解问题前，不能知道流出口的压力或者速度，这时候可以选择流出边界条件。这类边界条件的特点是不需要给定出口条件（除非是计算分离质量流，辐射换热或者包括颗粒稀疏相问题）。出口条件都是通过FLUENT 内部计算得到。但并不是所有问题都适合，如下列情况，就不能用流出边界条件：
1， 包含压力进口条件 2， 可压速流动问题
3， 有密度变化的非稳定流动问题（即使是不可压速流动） 用流出边界条件时，所有变量在出口处扩散通量为零。即出口平面从前面的结果计算得到，并且对上游没有影响。计算时，如果出口截面通道大小没有变化，采用完全发展流动假设（流动速度（温度等）分布在流动方向上不变化。当然，在径向允许有梯度存在，只是假定在垂直出口面方向上扩散通量为零。
5－9 进口通风边界条件（inlet Vent ）
需要给定进口损失系数，流动方向和进口环境总压及总温。 对于进口通风模型，假定进口风扇无限薄，通风压降正比于流体动压头和用户提供的损失系数。假定ρ是流体密度，L K 是无量纲损失系数，则压降为：
2
2
1v K p L
ρ=? 5－8 其中，v 是与通风方向垂直的速度分量。
p ?是流动方向上的压降。
5－10 进口风扇边界条件（inlet fan ）
需要给定压降，流动方向和环境（进口）总压和总温。
假定进口风扇无限薄，并且有不连续的压力升高，压力升高量是通过风扇速度的函数。如果是反向流动，风扇可以看成是通风出口，并且损失系数为1。
压力阶跃可以是常数，或者是流动方向垂直方向上速度分量的函数形式。
5－11 出口通风边界条件（outlet vent ）
出口通风边界条件用于模拟出口通风情况，并给定一个损失系数和环境（出口）压力和温度。
出口通风边界条件需要给定如下参数：静压，回流条件，辐射参数，离散相边界条件，损失系数。
压力损失2
2
1v K p L
ρ=? 5－9 5－12 排气扇边界条件（exhaust fan ）
需要给定风扇压降，环境总压。
排气扇边界条件用于模拟外部排气扇，给定一个压升和环境压力。 假定排气扇无限薄，并且流体通过排气扇的压升是流体速度的函数。
5-13 对称边界条件（symmetry ）
对称边界条件应用于计算的物理区域，或者流动及传热场是对称的情况。在对称轴或者对称平面上，没有对流通量，因此垂直于对称轴或者对称平面的速度分量为零。在对称轴或者对称平面上，没有扩散通量，即垂直方向上的梯度为零。因此在对称边界上，垂直边界
的速度分量为零，任何量的梯度为零。
计算中不需要给定任何参数，只需要确定合理的对称位置。该边界条件可以用于粘性流中运动边界处理。
5－14 周期性边界条件（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，则可以采用周期性边界条件。FLUENT 提供了两种类型：一类是流体经过周期性重复后没有压降（cyclic ）；另外一类有压降(periodic)。
4
p = 0:
5－15 固壁边界条件（wall ）
对于粘性流动问题，FLUENT 默认设置是壁面无滑移条件，但你也可以指定壁面切向速度分量（壁面平移或者旋转运动时），也可以给出壁面切应力从而模拟壁面滑移。根据当地流动情况，可以计算壁面切应力和与流体换热情况。壁面热边界条件包括固定热通量，固定温度，对流换热系数，外部辐射换热，外部辐射换热与对流换热等。
固壁条件下换热计算边界条件：
如果给定壁面温度，则壁面向流体换热量为：
rad
f w f q T T h q ''+-='')( 5－10 对流换热系数是根据当地流场计算得到（湍流水平，温度和速度曲线）。
向固体壁面里面传热方程为：
rad
s w s
q T T n
K q ''+-?=
'')( 5－11 如果给定热通量，则更具流体换热和固体换热计算出的壁面温度分别为：
f f
rad
w T h q q T +''-''=
5－12 s s
rad
w T K n q q T +?''-''=)( 5－13
如果是对流换热边界条件（给定对流换热系数ext h ），则：
)()(w ext ext rad f w f T T h q T T h q -=''+-='' 5－14 如果是辐射换热边界条件，给定辐射系数ext ε，则
)()(44w ext rad f w f T T q T T h q -=''+-=''∞σε 5－
15
computational domain
Streamlines in a 2D tube heat exchanger
flow direction ?p > 0:
如果同时考虑对流和辐射，则：
)()()(4
4w ext w ext ext rad f w f T T T T h q T T h q -+-=''+-=''∞σε 5－16
流体侧的换热系数根据如下公式计算：wall f n
T
k q ??='' 5－17
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
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/e97714850.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) ●……
（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]
边界条件 边界条件有什么作用？ ?边界条件可以施加到模型的节点、边缘或表面。 边缘或表面边界条件会将节点边界条件施加到边缘或表面上的每个节点。 ?当进行模型分析时，会为每个节点的每个自由度生成一个方程。如果将边界条件施加到某个节点，那么，因为该节点不会经历平动或转动，所以不会为该节点生成方程。 ?如果想构建悬臂梁模型，那么您会希望同时约束固定端的平动或和转动。 ?如果想构建简支梁模型，那么您会希望仅约束固定端点的平动。这种连接将允许该梁自由转动。 此连接也通称为平动约束连接。 ?每种单元类型都支持确定的自由度。如果您将边界条件施加到某个单元上的自由度，而该单元并不支持此自由度，那么该边界条件将被忽略。例如，桁架单元用于构建平动约束连接的模型，因此，无法抗拒转动。如果您将固定边界条件放置到桁架单元的一端，那么三个转动约束将被忽略。 施加边界条件 如果您选择了节点、边缘或表面，可以右键单击显示区并选择“添加” 侧开菜单。 选择“节点边界条件...”、“边缘边界条件...”或“表面边界条件...”命令。只能将边缘边界条件施加到由 CAD 实体模型生成的模型。 按“预定义”部分中的其中一个按钮，或者，激活“约束自由度”部分中的适当复选框。 “固定”按钮将激活所有六个复选框。 “自由”按钮将取消激活所有六个复选框。 “平动约束”按钮将激活“Tx”、“Ty”和“Tz”复选框。 “无转动”按钮将激活“Rx”、“Ry”和“Rz”复选框。 剩余六个按钮将施加对称或反对称边界条件。 刚性边界单元 刚性边界单元有什么作用？ ?刚性边界单元可以施加到模型的节点、边缘或表面。 边缘或表面弹性边界单元会将节点弹性边界单元施加到边缘或表面上的每个节点。 ?刚性边界单元会将刚度施加到节点，从而抗拒沿全局方向或绕全局方向进行平动或转动。模型上实际添加了一个新节点。此节点上限制了指定的自由度。在此节点与施加节点刚性边界的模型节点之间，创建了一个新节点。此单元位于施加刚性边界单元的全局轴上。根据边界单元的类型（平动或转动），此单元的作用就像平动弹簧或扭转弹簧。刚度值指该弹簧的刚度。模型上节点的平动量或转动量将取决于该刚度值。刚度值高将允许节点作非常小的移动，或者不允许节点移动。刚度值低将允许节点作相当大的移动。 ?在相同的对话框中，您可以固定所有三个全局方向上的平动或转动。当然，在每个方向上，会将一个独立的节点刚性边界施加到模型。例如，如果您创建了刚性平动边界并选中了“全约束” 部分中的 X 和 Y 复选框，那么将创建两个节点刚性边界。一个在 X 向上起作用，另一个在 Y 向上起作用。 ?节点刚性边界和节点边界条件之间的不同在于，当弹簧刚度限制节点运动时，您可以查看当前节点刚性边界单元中现有的力或力矩。在“结果”环境中，使用结果:单元力和力矩侧开菜单。
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
（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)
m a r c中文基本手册3边界条件的定义
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。 ID BOUNDRAY 将定义的所有边界条件以不同颜色区分显示出来。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。
1.2 媒质分界面衔接条件和边界条件 1.2.1 媒质分界面衔接条件 在求解电磁场问题时，必然要用不同媒质分界面上场矢量的衔接条件，已学过的有 电场： ()012=-?E E n () σ=-?12D D n 磁场： () S J H H n =-?12 ( ) 012=-? B B n 电流场 (恒定电场)： () 012=-?E E n ( ) 012=-?J J n 下面进一步分析媒质分界面上场矢量发生突变的一般情况。 1. 面散度场源可能引起场量法向分量的突变 在电场中，存在散度场源)(r b D ==??ρ。设电场中两种媒质之间存在一个过渡层，媒质电磁特性参数由1ε、1μ、1γ连续变化为2ε、2μ、2γ，厚度h 很小，取h 为一扁盒圆柱面的高，ρ为过渡层内体自由电荷密度。图示规定向。 由高斯通量定理 () ???=???=?-?=??+??=?V S s h dV D s D D n s D s D s d D ρ 121 122 h D D n ρ=-?)(12 讨论： (1) 若ρ为有限值，则当0→h ，即媒质参数 发生跃变时，扁盒内的电荷量q ?=0→h ρ () 012=-?D D n ? n n D D 12= (2) 若当0→h 时，q ?保持定值不变，即0→h ，ρ不断增大，使h ρ保持定值，定义它为面自由电荷密度 )(lim 0 h h ρσ→= 2ε 1ε
上面的边界条件式变为： )(lim )(lim )(0 12D h h D D n h h ??==-?→→ρ 即D 的法向分量突变，也可用标量电位表示为 ()σ?ε?ε-=?-??1122n 推广到一般矢量场F 中，成为一普遍性边界面衔接条件 () )(lim )(lim 0 012F h hb F F n h h ??==-?→→ 称上述极限突变值为面散度源，可知“矢量场的面散度源可能引起场的法向分量改变，无散场的法向分量一定连续(如果没有偶极矩)”。 2. 面旋度源可能引起场矢量切向分量的突变 设磁场中两种媒质间存在一过渡层，其厚h 很小。跨分界面作狭窄矩形闭合曲线l ， 其长边为l ?，宽边为h ，且n 、 t 和n '呈右旋关系n n t ?'=。由斯托克斯定理 () s d r c s d F l d F l S S ?=???=????)( 有 1122d l H l H l H l ??+??=?? () l h n r c s r c s H l t H H S S ?'?=?= ???=??-=? ? ?? )()()(d d 12 h r c n H H n n H H n n H H t )()() ()()( ?'=-??'=-??'=-?121212 0])()([12=--??'h r c H H n n 因l 回路的任意性，上式成立，在h →0时，必有 )]([lim )] ([lim )]([lim )(00 012t D J h H h r c h H H n h h h ??+=??==-?→→→ 式中D 以及t D ?? 总是有限的，0→h ， 0→??t D h 。以两种形式分析： (1) 若J 为有限值，0→J h 0)(12=-?H H n t t H H 21= (2) 若0→h 过程中，l 所围面积s ?中通过的电流总量不变，J h 趋于一定值，电流 ε n
对非齐次偏微分方程的求解 齐次边界条件下非齐次发展方程的混合问题 （一）冲量定理法 （二）傅立叶级数法 齐次边界条件下非齐次场位方程的混合问题 （一）方程和边界条件同时齐次化 非齐次方程的求解思路 ? 用分解原理得出对应的齐次问题 ? 解出齐次问题 ? 求出任意非齐次特解 ? 叠加成非齐次解 方法一 冲量定理法 前提条件：除了方程为非齐次的外，其它定解条件都是齐次的(初始条件均取零值)。 基本思路：利用叠加原理将受迫振动的问题转化为（无穷多个）自由振动问题的叠加. 2000(,)0,0 (),() tt xx x x l t t t u a u f x t u u u x u x φψ====?-=?? ==??==?? 试设 12u u u =+ 222112211 11,(,0)(,0)(),(),(0,)0,(,)0 u u a t x u x u x x x t u t u l t ?ψ???=???? ?? ==??? ==?， ()22 222 2222 22,,(,0) (,0)0,0,(0,)0,(,)0 u u a f x t t x u x u x t u t u l t ???-=??????==??? ==?. 物理意义： 在时间 0 — t ，可以把非齐次项（单位质量所受的持续作用力）看成许多前后相继（无穷多个）的“瞬时”力引起的物理过程的线性叠加。
22 222 0,0,(,),0,0t t t x x l a t t x f x d τ τωωτωω ττωω====???=>?????==??==?22 222 ,0,(,),0,0 t t t x x l v v a t t x v v f x v v τ τττ====???=>?????==??==? 相应的，我们也可以把位移(,)u x t 也表示为 20(,)(,;)d t u x t v x t ττ=?， 则(,;)v x t d ττ就应当是瞬时力所产生的位移.更进一步说，(,,)v x t τ就是定解问题 22 222 0,0,(,),0,0 t t t x x l a t t x f x d τ τωωτωω ττωω====???=>?????==??==? 22 222 ,0,(,),0,0 t t t x x l v v a t t x v v f x v v τ τττ====???=>?????==??==? 的解.非齐次项只存在于τ时刻，其全部效果只是使得弦在τ时刻获得一个瞬时速度. 那么由偏微分方程的积分 22 0002 2 20 00(,)()v v dt a dt f x t d t x ττττ τττδττ+++---??-=-????? 推导出 (,,) (,)t v x t f x t τττ=+?=? 令 1t t τ=- 则定解问题就可以写成这种形式（0t τ=+简写成t τ=） 11122 22210 00,0,(,), 0,0 t t t x x l v v a t t x v v f x v v ττ====???=>?????==?? ==? 在运算过程中，十分需要注意的是，瞬时力的重复计算，不能把瞬时力既算入定解方程的其次项，又算入初速度！ 总结一下，在上面的过程中，冲量定理就把求解非齐次方程、齐次边界条件以及齐次初条件的定解问题转化成了对齐次方程、齐次边界条件的定解问题的
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
第二章思考题 1、什么是傅里叶导热定律？它的意义是什么？ 傅里叶定律：在任意时刻，各向同性连续介质内任意位置处的热流密度在数值上与该点的温度梯度的大小成正比，方向相反。 意义：它揭示了导热热流与局部温度梯度之间的内在关系，是试验定律。 2、傅里叶定律中并没有出现时间，能否用来计算非稳态导热过程中的导热量？ 可以用来计算非稳态导热过程中的导热量 3、试举例说明影响导热系数的因素有哪些？ 物性参数，与物质的几何形状，质量体积等因素无关 主要取决于物质的种类、结构、密度、温度、压力和含湿量等 有些材料，如木材、结构体、胶合板等还与方向有关(各向异性材料)有关 4、什么是保温材料？选择和安装保温材料是应注意哪些问题？ 习惯上吧导热系数较小的材料称为保温材料(又称隔热材料或绝热材料)。 保温材料要注意防潮、防水。 5、推导导热微分方程式时依据的原理和定律是什么？ 依据：能量守恒定律和导热定律 6、说明直角坐标系下的导热微分方程的适用条件。 某均质、各向同性物体内发生着导热过程，内部有强度为Φ的均匀内热源。 7.具体导热问题完整的数学描述应包括哪些内容？ 答：（1）导热微分方程 () λ φ ρ τ ? + ? ? + ? ? + ? ? = ? ? 2 2 2 2 2 2 z t y t x t ct 【直角坐标系】 （2）单值性条件 8.何谓导热问题的单值性条件？它包括哪些内容？ 答：（1）单值性条件：对问题予以描述的说明或限定性条件 （2）内容 ①几何条件：规定了导热物体的几何形状和尺寸。 ②物理条件：说明了导热物体的物理特征，如物体的热物性参数的大小及其 随其他参数（如温度）的变化规律，是否有内热源，其大小和分布情况。 ③初始条件：时间条件，给出了过程开始时刻物体内的分布状况。 ④边界条件：规定了物体在边界上与外界环境之间在换热上的联系或相互作 用。 9.试分别用数学语言及传热术语说明导热问题三种类型的边界条件。 答：（1）第一类边界条件。规定了导热物体在边界上的温度，
浅话边界条件与初始条件 边界条件 在说边界条件之前，先谈谈初值问题和边值问题。 初值和边值问题： 对一般的微分方程，求其定解，必须引入条件，这个条件大概分两类---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的区间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。 三类边界条件: 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。不同的场方程对应不同的初始条件。 总之，为了确定泛定方程的解，就必须提供足够的初始条件和边界条件.边界条件与初始条件是控制方程有确定解的前提。边界条件是在求解区域的边界上所求解的变量或其导数随时间和地点的变化规律。对于任何问题，都需要给定边界条件。初始条件是所研究对象在过程开始时刻各个求解变量的空间分布情况，对于瞬态问题，必须给定初始条件，稳态问题，则不用给定。 对于边界条件与初始条件的处理，直接影响计算结果的精度。 在CFD模拟时，基本边界条件有： 1流动进口边界 包括速度进口边界，压力进口边界，质量进口边界(可压流动)。 在使用流动进口边界时，需要涉及到某些流动参数，如绝对压力，湍动能及耗散率，这些参数要做特殊考虑。关于参考压力，在流场数值计算中，压力总是按相对值表示的，实际求解的压力并不是绝对值，而是相对于进口压力而言的。 在有些情况下，可以通过设定进口压力为0，求解其他点的压力。还有时，为了减小数字截断误差，往往故意抬高或降低参考压力场的值，可使其余各处的计算压力场与整体数值计算的量级相吻合。 2流动出口边界 一般选在离几何扰动足够远的地方来施加。在这样的位置，流动是充分发展的，沿流动方向没有变化。该边界只有在进入计算域的流动是以进口边界条件给定时才使用，而且在只有一个出口的计算域中使用。
FLUENT UDF 应用实例:传热问题第二第三类热边界条件转 换成第一类边界条件 1 引言 传热问题的常见边界条件可归纳为三类，以稳态传热为例，三类边界条件的表达式如下。 恒温边界（第一类边界条件）：const w T = （1-1） 恒热流密度边界（第二类边界条件）：const w T n λ???-= ???? （1-2） 对流换热边界（第三类边界条件）：()w f w T h T T n λ???-=- ???? （1-3） 2 问题分析 2.1 纯导热问题 以二维稳态无源纯导热问题为例，如图1所示，一个10×10m 2的方形平面空间，上下面以及左边为恒温壁面（21℃），右边第二类、第三类边界条件如图所示。为方便问题分析，内部介质的导热系数取1W/m ℃。模型水平垂直方向各划分40个网格单元，不计边界条件处壁厚。 图1 问题描述 采用FLUENT 软件自带边界条件直接进行计算，结果如图2所示。
（a ）第二类边界条件 （b ）第三类边界条件 图2 软件自带边界计算结果 参考数值传热学[3]，对于第二类（式1-2）、第三类（式1-3）边界条件可通过补充边界点代数方程的方法进行处理，结果如下。 第二类边界条件：11M M q T T δ λ-=+ （2-1） 第三类边界条件：11/1M M f h h T T T δδλλ-????=++ ? ?? ??? （2-2） 其中，T M 为边界节点处的温度（所求值），T M-1为靠近边界第一层网格节点处的温度，δ为靠近边界第一层网格节点至边界的法向距离，q 为热流密度，h 为对流换热系数。 将以上两式通过UDF 编写成边界条件（DEFINE_PROFILE ），全部转换为第一类边界条件，计算结果如图3所示。
(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 :
第五章，边界条件 5-1, FLUENT程序边界条件种类 orifice (interior) orifice_plate and orifice_plate-shadow 出口 壁面 进口 流体 Example: Face and Cell zones associated with Pipe Flow through orifice plate 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 boundaryies: 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 1， 速度进口：给出进口速度及需要计算的所有标量值 2， 压力进口：给出进口的总压和其它需要计算的标量进口值 3， 质量流进口：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：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。 5， 压力远场：该边界条件只对可压缩流动适合。 6， 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。该边界条件不适合可压缩流动。 7， 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， 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， out let vent ：排出风扇给定损失系数和环境静压和静温。 10, exhaust fan.：排除风扇给定压降，环境静压。 5－3 压力进口边界条件 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。压力进口条件还可以用于处理外部或者非受限流动的自由边界。 压力边界条件需要表压输入。 5－1 Operating pressure 输入： Define-operating conditions operating gauge absolute p p p +=
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