邊界條件學(xué)習(xí)視頻筆記

邊界條件:典型的邊界條件的設(shè)置
針對(duì)于有限體積法,離散完了偏微分方程后,每一個(gè)網(wǎng)格都會(huì)生成代數(shù)方程。這個(gè)時(shí)候,代數(shù)方程所需要的系數(shù)實(shí)際上是從網(wǎng)格中心所差分過(guò)來(lái)的網(wǎng)格邊界上的值所決定的。(有限體積法FVM的元義)
如果所在的控制體網(wǎng)格面不是內(nèi)部面,而恰巧是邊界面,而這時(shí)面上的值,需要我們自己指定邊界條件,因此,邊界條件直接決定代數(shù)方程中的某些值。? 邊界面是整個(gè)控制體邊界面的集合。
邊界的類(lèi)型直接決定將來(lái)可以使用邊界的條件。邊界類(lèi)型:
patch? 最廣泛? 任何的邊界條件都可以加載
wall?? 壁面函數(shù)? 能夠使用特殊的邊界條件? 并不代表就是一個(gè)真正的壁面 只是為了使用wallfunction 若想讓其成為真正的避免條件,還需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置? 單純的壁面類(lèi)型是不行的? 還是要確定值
symmetryPlane? 對(duì)稱(chēng)性質(zhì)? 只搞一般? 剩下一半對(duì)稱(chēng)過(guò)去? 使用對(duì)稱(chēng)邊界條件
?empty? 降維使用? 邊界條件也只能empty
?cyclic 周期性邊界 邊界條件也是周期性? 要指定與其相連的也是周期性邊界條件
?wedge? 楔形邊界條件
?
?
?邊界條件:
?第一類(lèi) Dirichlet? 固定值 fixedValue
?第二類(lèi) Neumann? 梯度? fixedGradient? zeroGradient
?第三類(lèi)? 前二者結(jié)合? 絕大多數(shù)的derived? 就是二者的結(jié)合
?還有一種叫? calculated? 由其他物理場(chǎng)推導(dǎo)(derived value)出來(lái)的? 例如通量phi
?
?OF 中一系類(lèi)的derived 邊界條件:
?對(duì)于一個(gè)無(wú)滑移的壁面 V=0? 有滑移 垂向壁面 v=0 允許平行壁面方向V存在(滑移邊界條件的物理意義)slip
?介于滑移和不滑移之間? particalSlip ?
?
?myPatch
?
?{
??? ?type? ??? ??? ??? ?particalSlip;?? //這些也是邊界條件的類(lèi)型
??? ?valueFraction ?? ?uniform?? 0.1;?? ??? ?//1 無(wú)滑移?? 0 滑移? 在這之間就要看自己的物理現(xiàn)象是個(gè)啥了
?}
?介于切向方向上的速度滑移有多大
?
?//////////////////////////////////////////////////////////////
?
?inletOutlet? 當(dāng)有反向流動(dòng)時(shí)出口邊界條件不適用,改用inletValue 所以這個(gè)為出口邊界條件
?inletOutlet 為出口邊界條件,若 外流phi>0?? 邊界條件就是 零梯度zeroGradient? 若反向流動(dòng),則 回流值大小為 inletValue值的大小
?
?myPatch
?{
?? ? type? ??? ??? ?inletOutlet? ;
?? ? phi?? ??? ??? ?phi;
?? ? inletValue?? ??? ?uniform? 0; ?? ??? ?//回流式的流動(dòng)參數(shù)? 與初始流動(dòng)方向相反即是回流
?? ? Value?? ??? ??? ?uniform? 0; ?? ??? ?//邊界上的初始值
?} ?
? ?
?//////////////////////////////////////////////////////////////
? ?
? ?
?outletInlet? 進(jìn)口邊界條件? 剛好和inletOutlet 相反
? ?
?myPatch
?
?{
?? ? type? ??? ?outletInlet? ;
?? ? phi?? ??? ?phi;
?? ? outValue?? ?nuiform? 0; ?? ?//入口值? 若
?? ? Value?? ??? ?uniform? 0; ?? ??? ?//無(wú)物理意義? 使paraview識(shí)別
?? ?
?}
?若往場(chǎng)內(nèi)流? phi>0 則邊界條件就是 zeroGradient ;若往場(chǎng)外流 就是入口回流(往場(chǎng)外流),就是outValue 的值
?
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movingWallVelocity? 針對(duì)運(yùn)動(dòng)的壁面邊界條件的設(shè)置? 例如 cavity? 頂部
當(dāng)網(wǎng)格沒(méi)有移動(dòng)或者滑移,只是壁面有移動(dòng),使用 movingWallVelocity 和 fixedValue 是完全等效的 ,但是當(dāng)網(wǎng)格有移動(dòng)的時(shí)候就能體現(xiàn)出來(lái)他們的區(qū)別。當(dāng)使用動(dòng)網(wǎng)格的條件,movingWallVelocity根據(jù)網(wǎng)格的移動(dòng)會(huì)自動(dòng)修正通量值,這樣保障了網(wǎng)格移動(dòng)以后通過(guò)壁面的總通量為0。
?myPatch
?{
?? ? type?? movingWallVelocity;
?? ? U?? ??? ?U;
?? ? Value?? ?nuiform? 0; ?? ??? ?//
?? ?
?}
?
? movingWall
? {
? ?? ??? ?type??????? fixedValue;
? ?? ??? ?value?????? uniform 0;
? }
?//////////////////////////////////////////////////////////////
pressureinletOutletVelocity? 是 pressurelinletVelocity? 和 inletOutlet 兩個(gè)邊界條件的結(jié)合
速度場(chǎng)的邊界條件,適用于邊界面上壓力已知的情況。
對(duì)于出口而言,剛好就是 inletOutlet 對(duì)應(yīng)的意思,對(duì)于入口處的回流。對(duì)于入口邊界而言,速度法向上的分量的大小就是通過(guò)phi求得的。我們也可以認(rèn)為的加一個(gè)切線(xiàn)方向上的分量,若不加,默認(rèn)在切線(xiàn)方向上速度為0? 也就是無(wú)滑移。
movingWall
??? {
??????? type??????????? pressureinletOutletVelocity;
??????? phi?? ??? ??? ??? ?phi; //速度場(chǎng)經(jīng)phi值確定
??????? value?????????? uniform 0;
??? }
?pressurelinletVelocity(壓力在邊界面上已知)? 和 inletOutlet(根據(jù)通量場(chǎng)大小及正負(fù)值來(lái)確定)
?
? //////////////////////////////////////////////////////////////
?
totalPressure? 壓力場(chǎng)已知 意味著整個(gè)總壓力p0是已知的 指定出p0(總壓力值)
?
myPatch
?{
?? ? type?? totalPressure;
?? ? U?? ??? ?U;
?? ? phi?? ?phi;
?? ? rho?? ?none;
?? ? psi?? ?none;
?? ? gamma?? ?1.4;
?? ? p0?? ??? ?uniform 1e5; ?? ??? ?//
?? ?
?}
?
? //////////////////////////////////////////////////////////////
?
?fixedFluxPressure?? ? 與zoerGradient 有同樣作用 方程中同時(shí)包含重力、表面張力等體積力,這個(gè)時(shí)候不用zeroGradient,而是使用fixedFluxPressure,能夠調(diào)節(jié)壓力場(chǎng)梯度,從而保證有體積力的情況,能夠和速度場(chǎng)的邊界條件相匹配??? 想要給定壓力的零法向梯度邊界條件,但是同時(shí)求解的方程還存在體積力,則給在壓力邊界上給定fixedFluxPressure。
?
?myPatch
?{
?
??? ?type?? ?fixFluxPressure;
?
?}
?
? //////////////////////////////////////////////////////////////
?
oscillatingFixedValue?? 和動(dòng)網(wǎng)格相關(guān)? 震蕩邊界條件? 邊界場(chǎng)的值和時(shí)間相關(guān),設(shè)定震蕩的振幅和頻率,初始的偏離值? 先設(shè)置方程,然后根據(jù)方程寫(xiě)出下面的關(guān)鍵字?jǐn)?shù)值。
例如:
x_p = (1+ asin(2* pai* f * t)) * X_ref +X_offset
myPatch
?{
?
??? ?type?? ??? ?oscillatingFixedValue;
??? ?refValue?? ?uniform 5.0;?? ?
??? ?offset?? ??? ?0.0;?? ??? ??? ?初值
??? ?amplitude?? ?constant 0.5; ??? ?振幅
??? ?frequency?? ?constant 10;?? ?頻率
?
?}
?OF中還存在很多邊界條件,可以針對(duì)其源程序進(jìn)行一個(gè)解讀(有些需要使的去看,不需要使用的不去看)
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