速度入口算例文档格式.docx
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,总压
,动压
,静压
,大气压
等。
这里以一个实例来说明这些压力关系。
图1几何模型
这些压力之间的关系:
1、计算条件
计算模型为旋转轴对称模型,半径100mm。
图2计算网格
计算用网格如图2所示。
流体密度
,粘度
,选择Realizablek-epsilon模型,增强壁面函数模型。
图3求解方法
求解方程使用Coupled,其他方程使用二阶格式以提高精度。
设置残差标准1e-6。
2、结果分析
计算条件:
入口采用速度入口,速度1m/s,出口使用outflow,参考压力设置为101325。
静压分布与速度分布云图分布如图4、图5所示。
动压分布如图6所示。
从上述三幅图可以看出一下关系:
(1)速度分布趋势与动压分布趋势保持一致,即速度大的区域,动压也较大
(2)静压分布于速度分布呈相反趋势,即静压大的区域速度较小。
图4静压分布
图5速度分布
图6动压分布
图7绝对压力
图7为绝对压力分布,其分布趋势与图4所示的静压分布趋势完全一致,所不同的只是物理量大小,它们的值相差101325,即所设置的参考压力。
下面以axis边界上物理量进行研究。
图8axis边界压力关系曲线
图8为axis边界上静压、动压及总压关系,很明显的可以看出,总压=静压+动压。
新建一个变量PressureSum,其表达式为DynamicPressure+Pressure,观察其与totoalPressure的区别。
如图9所示,两物理量的值基本保持一致。
图9总压与自定义压力曲线
3、动压与速度关系
分析axis边界速度分布与动压分布,新建变量
,比较DP与动压dynamicpressure的区别。
从图中可以看出,自定义的变量与系统动压变量曲线完全一致。
图10动压曲线
4、进出口物理量分析
进出口物理量主要是总压与流量,这里采用Report方式进行比较。
选择Reports类型为SurfaceIntegral,弹出的对话框进行图11所示设置。
设置ReportType为Area-WeightedAverage,选择变量为TotalPressure,选择Surfaces为inlet与outlet。
图11设置Report
总压报告结果如图12所示,可见进出口位置总压是不守恒的。
图12报告结果
下面观察进出口流量。
选择图13对话框中的ReportType为MassFlowRate。
图13流量报告
从图12的流量报告可以看出,使用速度入口,其计算域内流量守恒。
沿X方向以100mm为间距建立截面,报告截面流量,如图14所示。
图14各截面流量
从图中可以看出,任意界面的质量流量均保持守恒。
另外可以看出,31.4kg/s的流量计算的是通过圆面的流量,因为3.14*0.1*0.1*1000=31.4。
5、压降
系统压降定义为入口静压与出口静压的差。
图15压力
根据图中压力数据可以计算出系统压力降4.464+207.794Pa=212.281Pa
6、总结
本次采用速度入口配合outflow出口边界研究各种压力关系,得出以下结论:
(1)FLUENT软件计算出的压力值为相对压力值,绝对压力值需要在相对压力值的基础上附加设置的参考压力值。
(2)总压值=静压值+动压值
(3)系统动压
(4)采用速度入口时,系统内保持流量守恒,总压值在系统内是浮动的
(5)轴对称简化的2D几何模型,计算流量时计算的是3D截面上的流量
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下次利用总压入口静压出口配合研究系统内压力分布,待续。
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