在operating conditions界面，除了需要設(shè)置操作壓力之外，大多數(shù)情況下還需要設(shè)置操作溫度及操作密度。

1.? 重力Gravity

當(dāng)然還需要設(shè)置重力Gravity，當(dāng)勾選Gravity之后，就需要設(shè)置重力加速度的大小和方向。雖然這個(gè)設(shè)置很簡(jiǎn)單，但是需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的說明。

首先，對(duì)于流體流動(dòng)來說，什么時(shí)候需要考慮重力？？

當(dāng)流體流動(dòng)打開了能量方程，流體密度隨溫度變化，此時(shí)密度的變化會(huì)引起流動(dòng)，這個(gè)過程就是自然對(duì)流的過程，也就是說，如果你的流動(dòng)自然對(duì)流影響比較大，那就必須要勾選重力。

自然對(duì)流的影響大小如何判斷呢？？

可以用格拉曉夫數(shù)Gr和雷諾數(shù)Re的平方的比值表示，當(dāng)比值接近1或者大于1時(shí)就需要考慮自然對(duì)流的影響，需要勾選重力；如果比值很小，說明自然對(duì)流作用很輕，可以不勾選重力

其中是β體積變化系數(shù)，對(duì)于理想氣體即等于絕對(duì)溫度的倒數(shù)，g是重力加速度，L是特征尺度，ΔT為溫差，分母是運(yùn)動(dòng)黏度的平方

2.操作溫度Boussinesq Parameters

只有當(dāng)能量方程打開同時(shí)重力勾選時(shí)才會(huì)出現(xiàn)，和Boussinesq?model有關(guān)

所謂的Boussinesq model實(shí)際上時(shí)一種對(duì)密度的近似假設(shè)。對(duì)于流體來說，流體密度一般是溫度的函數(shù)，對(duì)于三大守恒方程，如果將密度作為溫度的函數(shù)代入方程中，其收斂性會(huì)較差，收斂速度較慢。

而Boussinesq model認(rèn)為，除動(dòng)量方程中的浮力項(xiàng)外，其他方程都將密度作為常數(shù)求解，這樣會(huì)大大加快收斂。那么浮力項(xiàng)中的密度如何改變呢？？通過以下方程

其中，ρ0為流體密度(常數(shù))，T0為操作溫度operating temperature，β體積變化系數(shù)，對(duì)于理想氣體即等于絕對(duì)溫度的倒數(shù)。ρ和T即為變化的密度和溫度。

Boussinesq model有使用限制，當(dāng)實(shí)際密度的變化很小，這種近似是準(zhǔn)確的。定量的話，只要滿足下式，就可使用Boussinesq model

注：

a.?公式中ρ0為流體密度(常數(shù))，并不是operating density；而公式中T0為操作溫度operating temperature

b. 要想使用Boussinesq model，還需要在材料屬性界面，將流體密度設(shè)置為boussinesq才可以。

這里設(shè)置的密度很重要，即為上式中的ρ0，而Thermal Expansion Coefficient即為上式中的β

c.?即使密度不選擇boussinesq，也可以設(shè)置Boussinesq Parameters，只不過沒有意義，不會(huì)使用這里的值

3. 操作密度Variable-Density Parameters

只有勾選重力時(shí)才會(huì)顯示

如果密度設(shè)置為boussinesq，這里的設(shè)置不會(huì)被使用。

如果密度沒有設(shè)置為boussinesq，那么這里的設(shè)置才有意義。此時(shí)動(dòng)量方程中的體積力為

這里的ρ0才是operating density，這里之所以會(huì)有這個(gè)操作密度，主要是考慮到收斂性，設(shè)置這個(gè)值，會(huì)加強(qiáng)收斂性。

?注：

a. 對(duì)于VOF模型，為了提高計(jì)算精度，需要將operating density設(shè)置為密度較小一相的密度。

b. 如果有任一相是可壓縮的，即流體密度設(shè)置為ideal或者real，那么operating density需要設(shè)置為0

公眾號(hào)：Fluent學(xué)習(xí)筆記。為了方便大家學(xué)習(xí)交流，我創(chuàng)建了QQ群：863690217，大家可以在其中討論相關(guān)的問題，同時(shí)我會(huì)將所有文章的源文件都放到QQ群中，還會(huì)放一些其它的學(xué)習(xí)文件。歡迎大家加入。