FLUENT核心：常用边界条件解析

边界条件

为了获得物理问题（各种微分方程）的唯一解，必须对计算域边界设定各种参数值。如各种通量（热通量、质量通量）、运动状况等。

边界条件内容

定义边界条件的位置信息（如进口、固体壁面、对称位置面）。

确定边界上的各种参数信息。

边界条件的具体内容和计算中采用的物理模型、边界条件的类型密切相关。

必须仔细确定边界条件的参数，因为这会直接影响求解过程和所得到的结果。

边界条件的作用

FLUENT中边界条件的分类

边界条件是在进行FLUENT流动分析时最重要的设置参数，FLUENT提供的边界条件可以分为以下4类。

进出口边界条件

压力进口（pressure-inlet）、速度进口（velocity-inlet）、质量进口（mass-flow-inlet）、进风口（inlet-vent）、进气扇（intake-fan）、压力出口（pressure-outlet）、压力远场（pressure-far-field）、出风口（outlet-vent）、排气扇（exhaust-fan），自由出口（outflow）。

壁面条件

壁面（wall）、对称（symmetry）、周期（periodic）、轴（axis）。

内部单元边界

流体（Fluid）、固体（Solid）。

内部表面边界

风扇（fan）、散热器（radiator）、多孔跳跃（porous-jump）、壁面（wall）、内部界面（interface/interior）、重叠边界（overset）。

边界条件设定基本原则

1、设定在进出口时可以有利于收敛

2、在垂直于边界上不应该存在很大的参数梯度

3、减小边界附近的网格扭曲度，否则会导致计算早起误差过大

边界类型

边界条件定义

速度入口边界条件（velocity-inlet）

用于定义流动入口边界的速度和标量。

压力入口边界条件（pressure-inlet）

用来定义流动入口边界的总压和其它标量。

质量入口边界条件（mass-flow-inlet）

用于可压流规定入口的质量流速。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（pressure-outlet）

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（pressure-far-field）

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。

自由出口边界条件（outflow）

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时，这一条件是合适的，这是因为Outflow边界条件假定除了压力之外的所有流动变量正法向梯度为零。对于可压流计算，这一条件是不适合的。

进风口边界条件（inlet-vent）

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（intake-fan）

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。

出风口边界条件（outlet-vent）

用于模拟出风口，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（exhaust-fan）

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。

确定湍流参数

壁面边界条件

对称和轴边界条件

周期边界条件

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