对称、周期、接口边界与初始场设置
说明对称简化的成立条件、平移与旋转周期映射、非共形接口守恒检查,以及稳态和瞬态计算的初始场与参考压力设置。
对称边界周期边界非共形接口初始化参考压力进阶
对称、周期、接口边界与初始场设置
对称和周期可以显著降低计算成本,但它们同时限制了解的空间模式。几何重复不等于流动一定重复,旋转失速、非对称分离和随机扰动都可能破坏简化假设。
1. 对称边界
对称面通常要求法向速度为零,其他变量法向梯度为零。只有几何、材料、边界载荷和预期解都关于该面对称时才能使用。对称面若切穿主旋涡,会人为抑制横向运动。
2. 周期边界
平移周期用于重复通道,旋转周期用于扇区或叶道。配对面必须具有正确变换关系,质量流量、压降或旋转相位设置要相容。非共形周期接口还应检查插值守恒和分辨率差异。
3. 区域接口
流固、旋静和不同网格区之间的接口应传递所需通量。检查接口是否存在未配对面、重叠、缝隙或法向错误,并在计算后比较接口两侧质量、能量和力的平衡。
4. 初始场
初始场不是边界条件,但会影响非线性收敛路径。可用入口状态、势流、低阶模型或已收敛工况初始化。多相流需特别避免初始体积分数与边界不一致。
5. 参考压力
不可压缩压力通常只确定到一个常数,需要设置参考位置或出口压力。参考点应远离强梯度区,并在所有后处理与实验比较中保持同一压力基准。
6. 参考资料
- Ferziger, Perić & Street, Computational Methods for Fluid Dynamics.
- Versteeg & Malalasekera, An Introduction to Computational Fluid Dynamics.