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周期性边界条件

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2 .3 .4 周期性流动与换热 如果我们计算的流动或者热场有周期性重复,或者几何边界条件周期性重复,就形成了周期性流动。FLUENT 可以模拟两类周期性流动问题。第一,无压降的周期性平板问题(循环边界);第二,有压降的周期性边界导致的完全发展或周期性流向流动问题(周期性边界)。 流向周期性流动模拟的条件: 1, 流动是不可压的 2, 几何形状必须是周期性平移 3, 如果用 cou pled solv er 求解,则只能给定压力阶跃;如果是 Segregated solv er,可以给定质量流率或者压力阶跃。 4, 周期性流动中不能考虑进口和出口有质量差,也不考虑过程中的额外源项或者稀疏相源项。 5, 只能计算进口出口没有质量流率变化的组分问题。但不能考虑化学反应。 6, 不能计算稀疏相或者多相流动问题。 如果在这过程中计算有换热问题,则还必须满足以下条件: 1, 必须用 segregated solv er 求解 2, 热边界条件必须是给定热流率或者给定壁面温度。对于一个具体的问题,热边界条件只能选择一个,而不能是多热边界条件问题。对于给定温度热边界条件,所有壁面的温度必须相同(不能有变化)。对于给定热流率边界条件,不同壁可以用不同值或曲线来模拟。 3, 对于有固体区域的问题,固体区域不能跨越周期性平板。 4, 热力学和输运特性(热容,热导系数,粘性系数,密度等)不能是温度的函数(所以不能模拟有化学反应流动问题)。但输运特性(有效导热系数,有效粘性系数)可以随空间有周期性变化,因此可以对有周期性湍流输运特性不同的流动问题有模拟能力。 2 .3 .5 计算流向周期性流动问题的步骤: 通常,可以先计算周期性流动到收敛,这时候不考虑温度场。下一步,冻结速度场而计算温度场。步骤如下: 1, 建立周期性边界条件网格 2, 输入热力学和分子输运特性参数 3, 指定周期性压力梯度或者确定通过周期性边界的质量流量 4, 计算周期性流动场。求解连续,动量(湍流量)方程。 5, 指定热边界条件(等温或者给定热流密度) 6, 给定进口体平均温度 7, 求解能量方程(其它方程不求解,只求解能量方程),得到周期性温度场。 2 .3 .5 .1 流向周期性流动理论 周期性速度定义 对于位置矢量 r ,周期性速度定义为: ...)2()()(LruLruru 2-17 ...)2()()(LrvLrvrv 2-18 ...)2()()(LrwLrwrw 2-19 其中,L是...

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