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CFX边界条件的选择及组合

作者:管理员    发布于:2019-11-28 05:42:53    文字:【】【】【

CFX中一共有5种边界类型:

inlet,outlet,opening,wall,symmetry(对称性)。

1、官方推荐的边界组合:

(1)最健壮的:速度/流量进口, 静压出口 。在这种组合情况下, 进口的总压 是求解结果的一部分。

(2)健壮的: 进口静压 ,出口速度/流量。此种情况下,进口速度及 出口总压 是可以计算。

(3)初始值敏感的:进口采用总压 , 出口用静压 。该组合对初始值的设置及其敏感,因为计算比较困难(还是可以计算),收敛速度严重依赖于初始值的好坏。

(4) 不可信 :进口用静压 , 出口也为静压 。此种组合是不推荐的。由于速度值难以估计,所以极易出现非物理解。

(5) 不可用(not possible) : 在出口位置设定总压 。由于约束较弱,一般来说设定总压进口是不推荐使用的。

2、回流现象及人工壁面

      有时候由于截取不恰当的边界位置,导致进口区域存在流体流出计算域,或者出口边界存在流体流入计算域,即所谓的回流现象。回流现象对于计算收敛是不利的。

在进口或出口边界设定速度条件,可以允许回流现象而不会开启人工墙,采用压力边界或流量边界都会导致人工墙的出现。

同样,可以设定边界类型为opening来允许回流的发生。

3、关于进口总压与outflow不兼容的问题

      我们知道,outflow边界指定的是除压力外其他物理量沿边界法线方向梯度为0。指定了总压进口,在不可压缩忽略能量损失的 计算中,流体进出口位置的总压值要保持平衡。而总压=静压+动压。由于outflow边界指定是物理量的梯度等于0,这样我们没办法计算出出口位置确切的速度值,同样也就无法计算静压和动压值,利用软件求解,很容易导致非物理界的产生。

       E=Z+P+V^2/2g在这个式子不包括'焓'项,因为泵在B级精度以下试验,不需要考虑温升的变化,所以认为焓"i"项为零.Z表示位置引起流体能量的变化项,在泵实验中是测量水面到基 准面的高度。.P压力,即通过压力表测量的压力也就是静压(静扬程)。V^2/2g,v^2是断面上流速的平方,2g则是2倍的重力加速度,这是指液流流动时所具有的动能即动压(动扬程)。E表示液流被指定截面上具有的能量。静压就是指液体的压力能(势能)对泵产品而言,压力能是扬程的绝大部分。而动能则很小,因为泵中的介质流速一般仅几米左右,再被重力加速度一除也就很小了。

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