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Fluent中五花八门的压力

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压力是CFD计算的基本变量(其它的基本变量包括:速度、温度、组分、密度),因此深刻的了解压力这个变量非常重要。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)。我们逐一来看。
表压指的是压力表测压值。根据目前压力表的工作原理很容易知道表压是一种相对压力,为真实压力与大气压间的差值。大气压101325Pa,若表压值为零,则意味着此处真实压力为101325Pa。
静压就是我们寻常意义上的压力,可以用压力表测量获得。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。
动压是与速度有关的。其值为密度与速度平方的乘积的一半。因此很容易得知:在不可压流动中,速度越大的位置,则动压越大。
总压是静压与动压的和。在FLUENT的压力入口中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,因当考虑速度的。当然若此处速度为0的话,总压值与静压值相等。
绝对压力是真实压力。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。此时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默认参考压力值为一个大气压101325Pa。
FLUENT中关于压力的两个重要概念是:伯努利方程与等熵条件。一个用于不可压缩一个用于可压缩中。
不可压缩流动中,计算域内总压是守恒的。通常入口设置总压值和静压值。该处的静压值用于初始化。压力出口需要设置静压值。不可压流动中入口可以设置速度值,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。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,则需要设置静压值,此时若出口为静压出口时,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。


1楼2013-04-16 16:06回复
    感谢楼主的分享,但我还是有点不太明白,我想请教楼主:
    我现在已知入口的表压为0.2MPa的压缩空气 ,出口为大气压,那么我在入口的设置为总压力0.3MPa 出口设置为 静压力0.101325 MPa 是否正确,望楼主指点,先在谢过楼主了


    IP属地:广西2楼2013-07-17 11:59
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           ——天行健,君子以自强不息


      来自Android客户端3楼2013-07-19 08:47
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        哈哈!!!!既可以增长知识……也可以长经验也!!!!


        IP属地:黑龙江来自Android客户端4楼2013-07-22 00:39
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          楼主,fluent里面 把势能都忽略了吗,


          IP属地:广西5楼2014-01-14 10:53
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            楼主,-——“绝对压力是真实压力。其值等于上述压力值与参考压力值的和。”
            应该是上述压力值与参考压力值的差吧?


            6楼2014-03-21 18:02
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              您好,楼主老师,请问我现在用fluent模拟斜式防波堤的波浪压力,那么我想得到堤面上某点的压力值,那么应该设置静压力监控点还是总压力监控点呢?我想跟物模实验进行对比,麻烦给与指导,谢谢。


              IP属地:上海7楼2015-03-16 09:52
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                楼主,怎么在重力作用下添加上水的势能


                IP属地:山东8楼2019-05-13 11:08
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