ANSYS Fluent中文版流体计算工程案例详解(2022版)
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2.2.2 工作条件设置

在功能区单击“物理模型”→“工作条件”选项,如图2-12所示,弹出“工作条件”对话框,如图2-13所示,可以进行工作压力(指压强,本节“压力”均指“压强”)及重力等的设置。

图2-12 “工作条件”选项

图2-13 “工作条件”对话框

1.工作压力

工作压力对于不可压缩理想气体流动和低马赫数可压缩流动来说是十分重要的,因为不可压缩理想气体的密度是用工作压力通过状态方程直接计算出来的,而在低马赫数可压缩流动中,工作压力则起到了避免截断误差负面影响的重要作用。

对于高马赫数可压缩流动,工作压力的意义不大。在这种情况下,压力变化比低马赫数可压缩流动中的压力变化大得多,因此截断误差不会产生什么影响,也就不需要使用表压进行计算。事实上,在这种计算中使用绝对压力会更方便。因为Fluent是使用表压进行计算的,所以需要在这类问题的计算中将操作压力设置为零,而使表压和绝对压力相等。

如果密度假定为常数,或者密度是从温度的形函数中推导出来的,则不需要设置工作压力。工作压力的默认值为101325Pa。

2.参考压力位置

对于不包括压力边界的不可压缩流动,Fluent会在每次迭代之后调整表压场来避免数值漂移,每次调整都要用到(或接近)参考压力位置网格单元中的压力,即在表压场中减去单元内的压力值得到新的压力场,并且保证参考压力位置的表压为零。如果计算中包含了压力边界,上述调整就没有必要,求解过程中也不再用到参考压力位置。

参考压力位置默认设置为原点或者最接近原点的网格中心。如果要改变参考压力位置,比如将它定位在压力已知的点上,则可以在“参考压力位置”中输入相应的新坐标值(X、Y、Z)。

3.重力

如果计算的问题需要考虑重力影响,则需要在“工作条件”对话框中选择“重力”,同时输入重力加速度在X、Y、Z方向上的分量值。

4.可变密度参数

如果在“可变密度参数”选项组中选择“指定的操作密度”,则需要在“工作密度”文本框中输入具体数值,这项设置一般用于考虑密度随温度变化时,例如封闭空间内空气或者油等液体的流动过程分析。