No Boundaries ANSYS/ FLOTRAN分析指南 第四章 FLOTRAN边界条件 边界条件的类型 进口边界/出口边界 对称条件 固定壁面和移动壁面 周期边界 恒定温度 热流 体积热源 传热系数 辐射 2进口/出口边界条件 可以指定分析区域的进口和出口速度 恒值速度 用宏定义的非恒值速度 可以沿边界指定压力条件 流体或进或出 局部压力边界条件通常来自于显著的几何变化 湍流边界条件 指定所需选项 若无定义, FLOTRAN将使用缺省值 3对称边界条件 表示对称面或轴对称的中心轴 假定流场特性为对称 对称边界法向上的速度分量为零 防止通过边界的质量或热传输 对称边界必须以总体坐标轴来进行指定 4固定壁面 施加无滑移边界条件 所有速度分量都设为零 湍流模型的边界条件是自动施加的 壁面律、壁面Log律 若壁面未定义热边界条件,则以绝热对待 无须定义压力条件 垂直于壁面的压力梯度为零 5移动壁面 移动壁面一稳态条件 分析区域在分析过程中不能改变 壁面将“拖拉”流体或随流体一起移动
No Boundaries ANSYS/FLOTRAN 分 析指 南 59 第四章 FLOTRAN 边界条件 1 边界条件的类型 · 进口边界/出口边界 · 对称条件 · 固定壁面和移动壁面 · 周期边界 · 恒定温度 · 热流 · 体积热源 · 传热系数 · 辐射 2 进口/出口边界条件 · 可以指定分析区域的进口和出口速度 恒值速度 用宏定义的非恒值速度 · 可以沿边界指定压力条件 流体或进或出 局部压力边界条件通常来自于显著的几何变化 · 湍流边界条件 指定所需选项 若无定义，FLOTRAN 将使用缺省值 ３ 对称边界条件 · 表示对称面或轴对称的中心轴 · 假定流场特性为对称 · 对称边界法向上的速度分量为零 · 防止通过边界的质量或热传输 · 对称边界必须以总体坐标轴来进行指定 ４ 固定壁面 · 施加无滑移边界条件 所有速度分量都设为零 · 湍流模型的边界条件是自动施加的 壁面律、壁面 Log 律 · 若壁面未定义热边界条件，则以绝热对待 · 无须定义压力条件 垂直于壁面的压力梯度为零 ５ 移动壁面 · 移动壁面－稳态条件 分析区域在分析过程中不能改变 · 壁面将“拖拉”流体或随流体一起移动
No Boundaries ANSYS/ FLOTRAN分析指南 垂直于壁面的速度分量为零 定义与壁面相切的速度为壁面速度 设置标志以使 FLOTRAN知道该壁面不是一个流场的进口 标志为:将湍流动能设为-1 内流 由壁面、对称面、进出口边界包围起来的流场为内流 可以没有进出口边界 可以有未定义边界,但可能会不稳定 7外流 流场边界必须远离流场中的固体区域 通常,在流场边界的后半段施加零相对压力边界条件 对于超音素问题,通常在流场边界的前半段定义压力和速度边界条件而在后半 段不定义任何边界条件 定要确定任何激波都不能延伸到有确定值的边界上,如果发生这种情况,则 应将该边界上的边界条件值去掉 有时可在整个外边界上定义速度边界条件 流场边界与流场中固体区域之间的距离应为该固体区域尺寸的30到100倍 8周期边界 两个边界上对应节点的值虽不确定但却相等 两个边界上必须有相同的节点分布 每个周期对称节点对的所有自由度都将耦合 用peri.mac宏来施加该边界条件 选择边界上的节点 指定边界间的空间偏置量 热边界条件 指定温度 FLOTRAN自动计算用于保持该温度所需的热传导 指定热流 FLOTRAN自动计算与热流相联系的壁面温度和流场条件 指定导热系数 指定环境温度, FLOTRAN迭代计算热流和表面温度 体积热源 可在流体单元和非流体单元中定义 辐射 定义表面辐射系数和环境温度 10边界条件总结 边界类型 所需数据 进口 定义所有的速度分量或压力 出口 定义压力(通常为零
No Boundaries ANSYS/FLOTRAN 分 析指 南 60 · 垂直于壁面的速度分量为零 · 定义与壁面相切的速度为壁面速度 · 设置标志以使 FLOTRAN 知道该壁面不是一个流场的进口 标志为：将湍流动能设为-1 ６ 内流 · 由壁面、对称面、进出口边界包围起来的流场为内流 · 可以没有进出口边界 · 可以有未定义边界，但可能会不稳定 ７ 外流 · 流场边界必须远离流场中的固体区域 · 通常，在流场边界的后半段施加零相对压力边界条件 · 对于超音素问题，通常在流场边界的前半段定义压力和速度边界条件而在后半 段不定义任何边界条件 · 一定要确定任何激波都不能延伸到有确定值的边界上，如果发生这种情况，则 应将该边界上的边界条件值去掉 · 有时可在整个外边界上定义速度边界条件 · 流场边界与流场中固体区域之间的距离应为该固体区域尺寸的 30 到 100 倍 ８ 周期边界 · 两个边界上对应节点的值虽不确定但却相等 · 两个边界上必须有相同的节点分布 · 每个周期对称节点对的所有自由度都将耦合 · 用 peri.mac 宏来施加该边界条件 选择边界上的节点 指定边界间的空间偏置量 ９ 热边界条件 · 指定温度 FLOTRAN 自动计算用于保持该温度所需的热传导 · 指定热流 FLOTRAN 自动计算与热流相联系的壁面温度和流场条件 · 指定导热系数 指定环境温度，FLOTRAN 迭代计算热流和表面温度 · 体积热源 可在流体单元和非流体单元中定义 · 辐射 定义表面辐射系数和环境温度 10 边界条件总结 边界类型 所需数据 进口 定义所有的速度分量或压力 出口 定义压力（通常为零）
No Boundaries ANSYS/ FLOTRAN分析指南 固定壁面 将所有的速度分量都设为零 移动壁面 定义所有的速度分量并将湍流动能设为-1 对称边界 法向速度分量为零 已知温度 指定节点温度值 绝热边界 自然边界条件,无须定义 热流 在边界节点上定义热流 对流换热系数 在边界节点上定义对流换热系数 体积热源 定义单元的单位体积热生成率 周期边界 指定几何数据以判定周期边界节点 11边界条件的菜单形式 在前处理或求解菜单里面 只有定义了 FLOTRAN单元之后该边界条件菜单才会显示出来 w apply Structural Force/Moment Gravity Convection Heat Generat Radiation gnetic- Fluid/cFD- Velocity Turbulence Initi魂1 Condit!n> 定义速度 UX velocity component Mov in NOTE: Blank values not interpreted as g's!!! Reset Cancel Apply Cancel 61
No Boundaries ANSYS/FLOTRAN 分 析指 南 61 固定壁面 将所有的速度分量都设为零 移动壁面 定义所有的速度分量并将湍流动能设为-1 对称边界 法向速度分量为零 已知温度 指定节点温度值 绝热边界 自然边界条件，无须定义 热流 在边界节点上定义热流 对流换热系数 在边界节点上定义对流换热系数 体积热源 定义单元的单位体积热生成率 周期边界 指定几何数据以判定周期边界节点 11 边界条件的菜单形式 · 在前处理或求解菜单里面 · 只有定义了 FLOTRAN 单元之后该边界条件菜单才会显示出来 · 定义速度
No Boundaries ANSYS/ FLOTRAN分析指南 定义压力自由度 Structural Force∥ Moment [D] Apply pressure constraint on nodes Gravi y PRES Pressure value Temperature 」0κ」apy」 CancelHelp Radiation Ms 4 Pressure Constraint on Lines DL】命 pply pressure constraint on lines -Fluid/cFD- PRES P上e Apply to endpoints? Pressure doF> Turbulence Cancel Lo魂 d vecto 定义其它自由度 [DA】 Apply turbulence constraints on are魂s 区 ENKE Kinetic energy ENDS Energy dissipation On Nodes NOTE k values not interpreted as g's!!! Apply Help 体积热源 Heat Generat区 i Apply HGEN on Elems BFE] Apply Heat Ge Rate (hGen> on elements On Nodes Uniform Heat Ge STLoc Starting location N UAL1 Heat gen rate at loc N m Mag Analy UAL2 Heat gen rate at loc N+ UAL4 Heat gen rate at loc N+3
No Boundaries ANSYS/FLOTRAN 分 析指 南 62 · 定义压力自由度 · 定义其它自由度 · 体积热源
No Boundaries ANSYS/ FLOTRAN分析指南 热流 ":Apply HFLUX on Nodes [SF] Apply Heat Flux UAL4 Heat flux at 4th node 对流换热 [SFE] Apply Uniform Convection (coNU> on Elenents -On Elements- UAL1 Film coefficient Apply Cance F] Apply Convection on Node UALUE2 Bulk temperature
No Boundaries ANSYS/FLOTRAN 分 析指 南 63 · 热流 · 对流换热
No Boundaries ANSYS/ FLOTRAN分析指南 辐射 F pick C Unpick o Single C 如n: C Polygon C circle [SFL] Apply Radiation <RAD) on Lines Line No UALI Surface Emissivity UAL2I Ambient Tenperature For Keyboard Entry: L⊥ st of Items [STEF Stefan-Boltzmann Const 19e-811 CHin, Mas, Inc Appl Hel P主ckA
No Boundaries ANSYS/FLOTRAN 分 析指 南 64 · 辐射