關(guān)于Fluent中的壓力（一）——各種壓力的概念及其關(guān)系

2017-01-14 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

首先說明一下,CFD中說的壓力通常指的是中學(xué)里學(xué)的壓強(qiáng),其單位是Pa,或者kg/(m·s2)。

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先來看大氣壓、表壓和絕對(duì)壓力這三種壓力,這三種壓力為流體力學(xué)中的概念。

大氣壓 ( atmospheric pressure )指的大氣對(duì)浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)。一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(1atm)=760毫米汞柱(mmHg)=101325Pa。

表壓(gauge pressure)指的是壓力表測(cè)壓值。根據(jù)目前壓力表的工作原理很容易知道表壓是一種特的相對(duì)壓力,為真實(shí)壓力(絕對(duì)壓力)與大氣壓間的差值。大氣壓為101325Pa,若表壓值為零,則意味著此處真實(shí)壓力為101325Pa。

絕對(duì)壓力(absolute pressure)是真實(shí)壓力。絕對(duì)壓力值以絕對(duì)真空作為起點(diǎn)。絕對(duì)真空時(shí),此時(shí)的真實(shí)壓力就為0。

Absolute Pressure(絕對(duì)壓力)=

Atmospheric Pressure(大氣壓)+Gauge Pressure(表壓)

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再來看絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力和操作壓力這三種壓力。其中操作壓力和相對(duì)壓力是CFD計(jì)算中引入的概念。

操作壓力、工作壓力(operating pressure)指的是參考?jí)毫Α?/span>

Absolute Pressure(絕對(duì)壓力)=

Operating Pressure(操作壓力)+Relative Pressure(相對(duì)壓力)

之所以要引入這樣的概念,是因?yàn)槿粲?jì)算域內(nèi)各位置的壓力值都很大,而在整個(gè)計(jì)算過程中壓力變化很小的話,則在計(jì)算過程中容易出現(xiàn)壓力變化值被湮沒的情況。此時(shí)需要將參考?jí)毫υO(shè)置為一個(gè)較大的值,以使各相對(duì)壓力值與壓力變化值在一個(gè)數(shù)量級(jí)內(nèi),這樣能夠提高數(shù)值精度。記住:CFD軟件計(jì)算的壓力值都是相對(duì)值。若想得到絕對(duì)壓力值,可設(shè)置參考?jí)毫χ禐?。FLUENT默認(rèn)參考?jí)毫χ禐橐粋€(gè)大氣壓101325Pa。

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最后來看靜壓、動(dòng)壓和總壓這三種壓力

靜壓(static pressure)就是真實(shí)壓力與操作壓力的差值。靜壓是一種以操作壓力為參考值的相對(duì)壓力。在Fluent中靜壓的英文名稱為static pressure,在CFX中,pressure就是指的靜壓。

動(dòng)壓(dynamic pressure)是與速度有關(guān)的,其概念源于伯努利方程。其值為密度與速度平方的乘積的一半(0.5ρv2)。因此很容易得知:在不可壓流動(dòng)中,速度越大的位置,則動(dòng)壓越大。

總壓(total pressure)是靜壓與動(dòng)壓的和。

Total Pressure(總壓)=Static Pressure(靜壓)+Dynamic Pressure(動(dòng)壓)

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在Fluent中,靜壓和表壓相同,只是表述方式不同。

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