Fluent 第7章 边界条件2011

多相流算例多相流模拟介绍在自然界和工程问题中会遇到大量的多相流动。

物质一般具有气态、液态和固态三相，但是多相流系统中相的概念具有更为广泛的意义。

在多项流动中，所谓的“相”可以定义为具有相同类别的物质，该类物质在所处的流动中具有特定的惯性响应并与流场相互作用。

多相流动模式根据多相流系统中相的概念，按照下面的原则对多相流分成如下几类：∙气-液或者液-液两相流：o气泡流动：连续流体中的气泡或者液泡。

o液滴流动：连续气体中的离散流体液滴。

o活塞流动: 在连续流体中的大的气泡o分层自由面流动：由明显的分界面隔开的非混合流体流动。

∙气-固两相流：o充满粒子的流动：连续气体流动中有离散的固体粒子。

o气动输运：流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。

最典型的模式有沙子的流动，泥浆流，填充床，以及各向同性流。

o流化床：由一个盛有粒子的竖直圆筒构成，气体从一个分散器导入筒内。

从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮。

改变气体的流量，就会有气泡不断的出现并穿过整个容器，从而使得颗粒在床内得到充分混合。

∙液-固两相流o泥浆流：流体中的颗粒输运。

液-固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。

在泥浆流中，Stokes数通常小于1。

当Stokes数大于1时，流动成为流化（fluidization）了的液-固流动。

o水力运输: 在连续流体中密布着固体颗粒o沉降运动: 在有一定高度的成有液体的容器内，初始时刻均匀散布着颗粒物质。

随后，流体将会分层，在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤积层，在顶部出现了澄清层，里面没有颗粒物质，在中间则是沉降层，那里的粒子仍然在沉降。

在澄清层和沉降层中间，是一个清晰可辨的交界面。

∙三相流(上面各种情况的组合)多相系统的例子各流动模式对应的例子如下：∙气泡流例子：抽吸，通风，空气泵，气穴，蒸发，浮选，洗刷∙液滴流例子：抽吸，喷雾，燃烧室，低温泵，干燥机，蒸发，气冷，刷洗∙活塞流例子：管道或容器内有大尺度气泡的流动∙分层自由面流动例子：分离器中的晃动，核反应装置中的沸腾和冷凝∙粒子负载流动例子：旋风分离器，空气分类器，洗尘器，环境尘埃流动∙风力输运例子：水泥、谷粒和金属粉末的输运∙流化床例子：流化床反应器，循环流化床∙泥浆流例子：泥浆输运，矿物处理∙水力输运例子：矿物处理，生物医学及物理化学中的流体系统∙沉降例子：矿物处理多相建模方法计算流体力学的进展为深入了解多相流动提供了基础。

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。

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中的边界条件在Fluent中，边界条件是用来定义问题的边界和限制条件，以便进行数值模拟和求解。

边界条件对于模拟结果的准确性和可靠性至关重要。

下面我将从多个角度来回答关于Fluent中边界条件的问题。

1. 类型，Fluent提供了多种类型的边界条件，以适应不同的模拟需求。

常见的边界条件包括，速度入口边界条件、压力出口边界条件、壁面边界条件、对称边界条件等。

每种边界条件都有特定的物理意义和数学表达方式。

2. 物理意义，边界条件反映了流体在模拟过程中与模拟区域边界的相互作用。

例如，速度入口边界条件用于指定流体从哪个方向进入模拟区域，压力出口边界条件用于指定流体从模拟区域中的哪个位置流出。

壁面边界条件用于模拟流体与实际物体表面的相互作用。

3. 数学表达，每种边界条件在Fluent中都有相应的数学表达方式。

例如，速度入口边界条件可以通过指定流体的速度分量来定义，压力出口边界条件可以通过指定出口处的压力值来定义。

壁面边界条件可以通过指定表面的摩擦系数或温度来定义。

4. 设置方法，在Fluent中，设置边界条件可以通过图形界面或者命令行界面来完成。

在图形界面中，用户可以通过选择相应的边界条件类型，并输入相应的参数值来设置边界条件。

在命令行界面中，用户可以使用相应的命令来设置边界条件。

5. 边界条件的影响，边界条件的设置对模拟结果有着重要的影响。

合理选择和设置边界条件可以保证模拟结果的准确性和可靠性。

不恰当的边界条件设置可能导致模拟结果的偏差或不收敛。

总结起来，Fluent中的边界条件是用来定义问题边界和限制条件的重要参数。

合理选择和设置边界条件对于模拟结果的准确性和可靠性至关重要。

在设置边界条件时，需要考虑物理意义、数学表达和设置方法等因素，并根据具体模拟需求进行选择和调整。

fluent边界条件算法
摘要：
1.FLUENT简介及应用领域
2.FLUENT边界条件设置方法
3.具体案例：扇形区域边界条件设置
4.总结：FLUENT边界条件的重要性
正文：
FLUENT是一款知名的流体动力学仿真软件，凭借其先进的求解方法和多重网格加速收敛技术，FLUENT 在转捩与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。

在FLUENT中，边界条件设置是解决问题的重要环节。

边界条件主要包括速度、压力、温度等物理量的边界条件。

设置合适的速度边界条件可以模拟入口和出口的流动情况，而压力边界条件则可以模拟压力驱动的问题。

温度边界条件则用于模拟热传导问题。

以扇形区域为例，我们可以这样设置边界条件：首先，在网格划分时定义好扇形区域的角度和半径。

然后在FLUENT中的boundary设置界面，根据所需条件进行设置。

例如，可以设置入口速度、出口压力、壁面摩擦系数等。

此外，还可以根据问题需要，设置对称边界条件，以简化计算域和提高计算效率。

在实际应用中，正确设置边界条件是解决问题的关键。

如果边界条件设置
不当，可能导致计算不收敛或结果不准确。

因此，在设置边界条件时，要充分考虑问题的实际情况和物理规律，以确保计算结果的可靠性。

总之，FLUENT边界条件设置在流体动力学仿真中具有重要作用。

通过合理设置边界条件，可以有效解决实际问题，提高计算精度和可靠性。

壁面边界条件壁面边界条件用于限制流体和固体区域。

在粘性流动中，壁面处默认为非滑移边界条件，但是你也可以根据壁面边界区域的平动或者转动来指定切向速度分量，或者通过指定剪切来模拟滑移壁面(你也可以在FLUENT中用对称边界类型来模拟滑移壁面，但是使用对称边界就需要在所有的方程中应用对称条件。

详情请参阅对称边界条件一节)。

在当地流场的详细资料基础上可以计算出流体和壁面之间的剪应力和热传导。

壁面边界的输入概述壁面边界条件需要输入下列信息：●热边界条件（对于热传导计算）●速度边界条件（对于移动或旋转壁面）●剪切（对于滑移壁面，此项可选可不选）●壁面粗糙程度（对于湍流，此项可选可不选）●组分边界条件（对于组分计算）●化学反应边界条件（对于壁面反应）●辐射边界条件(对于P-1模型、DTRM或者DO模型的计算)●离散相边界条件（对于离散相计算）在壁面处定义热边界条件如果你在解能量方程，你就需要在壁面边界处定义热边界条件。

在FLUENT中有五种类型的热边界条件：●固定热流量●固定温度●对流热传导●外部辐射热传导●外部辐射热传导和对流热传导的结合如果壁面区域是双边壁面（在两个区域之间形成界面的壁面，如共轭热传导问题中的流/固界面）就可以得到这些热条件的子集，但是你也可以选择壁面的两边是否耦合。

详情请参阅在壁面处定义热边界条件。

下面各节介绍了每一类型的热条件的输入。

如果壁面具有非零厚度，你还应该设定壁面处薄壁面热阻和热生成的相关参数，详情请参阅在壁面处定义热边界条件。

热边界条件由壁面面板输入（Figure 1），它是从边界条件打开的（见设定边界条件一节）。

Figure 1:壁面面板对于固定热流量条件，在热条件选项中选择热流量。

然后你就可以在热流量框中设定壁面处热流量的适当数值。

设定零热流量条件就定义了绝热壁，这是壁面的默认条件。

选择固定温度条件，在壁面面板中的热条件选项中选择温度选项。

你需要指定壁面表面的温度。

壁面的热传导可以用温度边界条件一节中的方程1或3来计算。

fluent的边界条件Fluent的边界条件边界条件是计算机程序设计中的重要概念，它定义了程序运行时的各种情况和限制条件。

在Fluent中，边界条件是模拟和分析流体力学问题时必不可少的一部分。

本文将探讨几种常见的Fluent边界条件，包括壁面边界条件、入口边界条件、出口边界条件和对称边界条件。

1. 壁面边界条件壁面边界条件是模拟流体与固体壁面相互作用的重要条件。

在Fluent中，可以通过设置壁面的边界条件来模拟流体在壁面上的行为。

常见的壁面边界条件包括：壁面摩擦、壁面温度和壁面热通量。

壁面摩擦条件用于模拟流体在壁面上的摩擦力，壁面温度条件用于指定壁面的温度，壁面热通量条件用于指定壁面的热通量。

2. 入口边界条件入口边界条件是模拟流体进入计算域的条件。

在Fluent中，可以通过设置入口的边界条件来模拟不同的入流情况。

常见的入口边界条件包括：速度入口、质量流量入口和压力入口。

速度入口条件用于指定流体进入计算域的速度分布，质量流量入口条件用于指定流体进入计算域的质量流量，压力入口条件用于指定流体进入计算域的压力。

3. 出口边界条件出口边界条件是模拟流体离开计算域的条件。

在Fluent中，可以通过设置出口的边界条件来模拟不同的出流情况。

常见的出口边界条件包括：压力出口、速度出口和质量流量出口。

压力出口条件用于指定流体离开计算域的压力，速度出口条件用于指定流体离开计算域的速度分布，质量流量出口条件用于指定流体离开计算域的质量流量。

4. 对称边界条件对称边界条件是模拟流体在对称面上的行为的条件。

在Fluent中，可以通过设置对称面的边界条件来模拟流体在对称面上的对称性。

常见的对称边界条件包括：对称面速度和对称面压力。

对称面速度条件用于指定流体在对称面上的速度分布，对称面压力条件用于指定流体在对称面上的压力。

在使用Fluent进行流体力学模拟时，合理的边界条件的选择是非常重要的。

不同的边界条件将对模拟结果产生直接影响。

fluent边界条件wall【原创版】目录1.Fluent 软件介绍2.边界条件在 Fluent 中的作用3.Wall 边界条件的定义与应用4.实例分析正文一、Fluent 软件介绍Fluent 是一款广泛应用于流体力学领域的计算流体力学（CFD）软件，其强大的功能和易于操作的用户界面使得该软件在学术界和工程领域均具有很高的声誉。

Fluent 可以模拟各种流体流动问题，如湍流、热传导和对流传热等。

通过 Fluent 软件，工程师和研究人员可以优化设计、减少试验次数，提高工作效率。

二、边界条件在 Fluent 中的作用在 Fluent 中，边界条件是模拟流体流动问题的关键因素之一。

边界条件定义了流体与固体壁面之间的相互作用，如速度、压力和温度等。

合理的边界条件设置可以提高模拟结果的准确性，从而为实际工程应用提供可靠的参考依据。

三、Wall 边界条件的定义与应用Wall 边界条件是 Fluent 中常用的边界条件类型之一，主要用于模拟流体与固体壁面之间的无滑动接触。

Wall 边界条件可以分为以下几种类型：1.壁面固定：壁面上的流体速度为零，适用于分析静止的壁面；2.壁面对称：壁面上的流体速度与壁面法线方向相反，适用于模拟对称的流动问题；3.壁面滑动：壁面上的流体速度与壁面法线方向相同，适用于模拟滑动轴承等实际应用问题。

四、实例分析假设有一个长方体的计算域，其中长方体的左侧、右侧和底部为固体壁面，顶部为自由表面。

我们需要对长方体内部的湍流流动进行模拟，以研究流体的混合特性。

在这个问题中，我们可以将左侧、右侧和底部设置为 Wall 边界条件，顶部设置为 Free surface 边界条件。

具体设置如下：1.创建 Fluent 模型，导入长方体计算域的网格文件；2.在 Boundary Conditions 对话框中，选择 Wall 类型，设置壁面固定边界条件；3.选择 Wall 类型，设置壁面对称边界条件；4.选择 Wall 类型，设置壁面滑动边界条件；5.在 Boundary Conditions 对话框中，选择 Free surface 类型，设置自由表面边界条件；6.设置其他物理参数，如流体性质、湍流模型等；7.进行仿真计算，分析流体流动特性。

fluent边界条件算法Fluent边界条件算法在计算机科学领域，边界条件是指在解决问题时需要考虑的特殊情况。

在流体力学中，Fluent边界条件算法则是指在Fluent软件中用于模拟流体流动时所使用的边界条件的计算算法。

本文将介绍Fluent边界条件算法的原理和应用。

一、Fluent边界条件算法的原理Fluent是一种流体流动模拟软件，它基于有限元和有限体积法，并利用Navier-Stokes方程来模拟流体的运动。

在模拟流体流动过程中，边界条件的设定对结果的准确性和可靠性至关重要。

Fluent边界条件算法主要包括以下几个方面：1. Dirichlet边界条件：即指定流体在边界上的速度、压力或温度等物理量的数值。

在Fluent中，可以根据实际情况选择适当的边界条件类型，如固定值、函数关系等。

2. Neumann边界条件：即指定流体在边界上的梯度或通量。

在Fluent中，可以通过设定边界上的质量流率、热通量、摩擦力等参数来实现。

3. 对称边界条件：即指定流体在边界上的对称性质。

在Fluent中，可以选择对称平面或对称轴作为边界条件，用于模拟流体在对称面或对称轴上的行为。

4. 周期性边界条件：即指定流体在边界上的周期性特征。

在Fluent 中，可以选择周期性平面或周期性轴作为边界条件，用于模拟流体在周期性边界上的行为。

二、Fluent边界条件算法的应用Fluent边界条件算法在工程和科学领域有着广泛的应用，以下是几个常见的应用场景：1. 空气动力学：在飞机、汽车和建筑物等领域中，通过设定适当的边界条件，可以模拟空气流动对物体的作用力和热传递等影响。

2. 涡流模拟：在涡流场中，通过设定适当的涡流边界条件，可以模拟涡流的形成和演化过程，以及涡流对周围流体的影响。

3. 燃烧模拟：在燃烧过程中，通过设定适当的边界条件，可以模拟燃料的燃烧速率、燃烧产物的分布等参数，进而优化燃烧过程。

4. 管道流动：在管道流动中，通过设定适当的边界条件，可以模拟流体在管道中的流速、压力和温度等参数，以及管道中的阻力和摩擦损失等。

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=（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。