Fluent中的压力世界：表压、静压、动压等全解析

压力是Fluent 计算的基本变量（其它的基本变量包括：速度、温度、组分、密度），因此弄清楚各个压力之间的差别非常重要。

在FLUENT中，压力有很多种：表压（gauge pressure）、静压（static pressure）、动压（dynamic pressure）、总压（total pressure）、绝对压力（absolute pressure）。

表压（gauge pressure）：指的是压力表测出来的压力值。根据目前压力表的工作原理，我们可以知道表压是一种相对压力，是真实压力与大气压间的差值。大气压为101325Pa，即101kpa，也等于760mm汞柱的压力。如果表压值等于零，则意味着此处的真实压力与大气压力相同。

静压（static pressure）：就是我们寻常意义上的压力，可以通过压力表测量获得。其值是一个绝对压力值，但是在软件中表现为一个相对于操作压力的相对值。在fluent中静压的英文名称为static pressure，在CFX 中，pressure就是指的静压。

动压（dynamic pressure）：是与速度有关的。其值为密度与速度平方的乘积的一半， $1/2*\rho*\nu^{2}$1/2*\rho*\nu^{2} 。根据公式我们可以知道：在不可压缩的流动中，速度越大的位置，动压越大。

总压（total pressure）：是静压与动压的和。在Fluent的压力入口中，通常要求用户输入总压值，其实这里是同时考虑了压力与速度的。因此在压力入口位置仅仅只是输入压力表读数是不对的，还需要考虑速度带来的动压。当然，如果该处速度为零的话，总压值就与静压值相等。

绝对压力（absolute pressure）：是真实压力。其值等于上述压力值与参考压力值的和。之所以出现绝对压力，主要是从数值上考虑。比如说，若计算域内各位置的压力值都很大，而在整个计算过程中压力变化很小的话，则在计算过程中容易出现压力变化值被湮没的情况。因此需要将参考压力设置为一个较大的值，以使各相对压力值与压力变化值在一个数量级内，这样能够提高数值精度。记住：CFD软件计算的压力值都是相对值。若想得到绝对压力值，可设置参考压力值为0。Fluent默认的参考压力值是一个大气压，即101kpa。

Fluent中关于压力的两个重要概念是：伯努利方程 与等熵条件 。一个用于不可压缩流体，一个用于可压缩流体中。

在不可压缩流动中，计算域内总压是守恒的。通常入口（inlet）设置总压值和静压值。该处的静压值用于初始化。压力出口（pressure_outlet）需要设置静压值。在不可压缩的流动中，入口可以设置速度值（velocity magnitude），此时出口可以设置自由出流。压力边界与自由出流边界容易导致收敛问题，有时还会导致非物理解。

在可压缩流动中，入口可以设置压力也可以设置流量。若为压力入口（pressure_inlet），则需要设置静压值（static pressure），此时如果出口为静压出口时，则压力出口失效，出口的压力是通过内部迭代计算得到。可压缩流动中，若入口为流量边界，则计算域内总压不守恒，流量守恒。求解器通过调整总压值以满足流量要求。此时收敛会很难。因此，若流量与压力均已知的情况下，优先使用压力入口。