操作壓力在一些條件下會影響計算結(jié)果

1. 操作壓力的意義

1.1 不可壓縮流動

對于不可壓縮流動來說，大多數(shù)情況下，我們關(guān)注的是壓力的變化，而不在乎壓力的具體值。因此操作壓力對計算結(jié)果不會有影響。但對于不可壓縮的理想氣體(incompressible ideal gas)來說，操作壓力非常重要。

它能夠直接決定流體的密度，通過理想氣體狀態(tài)方程公式，可得到流體密度

當流體的密度選擇incompressible ideal gas時，密度值就不能自己設(shè)置，F(xiàn)luent會自動通過上述的公式進行求解。因此這種情況下設(shè)置合適的壓力非常重要。

1.2 可壓縮流動

??低馬赫數(shù)

對于低馬赫數(shù)下的可壓縮流動，相較于絕對靜壓來說，它的壓降非常小，這可能會產(chǎn)生舍入誤差的問題。為什么壓降相對于靜壓來說會很小呢？？當M<<1時，壓降和動壓頭有關(guān)

其中的p即為靜壓值，將p移項可以得到

也就是說壓降和靜壓的比值與馬赫數(shù)的平方有關(guān)。當馬赫數(shù)M<<1時，壓降遠遠小于p。

因此低馬赫數(shù)情況下，壓降非常小，而Fluent計算時有精度限制(Fluent打開界面的雙精度和單精度)，這可能會導(dǎo)致計算出的壓降被當成舍入誤差給舍棄掉了。

對于低馬赫數(shù)的流動，設(shè)置合適的Operating pressure可以避免掉舍入誤差的影響

Fluent建議對于瞬態(tài)的低馬赫數(shù)的流動問題，不要設(shè)置Operating pressure為常數(shù)，而是設(shè)置一個變化的Operating pressure

??高馬赫數(shù)

對于高馬赫數(shù)流動，由于壓降會大得多，因此不會出現(xiàn)舍入誤差的問題。所以O(shè)perating pressure的設(shè)置不那么重要。一般對于高馬赫數(shù)流動，我們都直接將Operating pressure設(shè)置為0。

如果流體材料的密度為常數(shù)，或者它是溫度的函數(shù)，在密度計算中不使用Operating pressure來計算密度。

2. Operating pressure的設(shè)置

一般根據(jù)馬赫數(shù)和壓力與密度的關(guān)系來確定Operating Pressure。比如，不可壓縮問題如果流體密度選擇理想氣體定律(incompressible ideal gas)，為了確定準確的密度，Operating pressure應(yīng)該使用流體的平均壓力。

其他的不可壓問題，計算過程中不會用到Operating pressure值，因此可以隨意設(shè)置。

對于可壓問題，高馬赫數(shù)流動操作壓力設(shè)置為0即可，低馬赫數(shù)流動操作壓力也要設(shè)置為平均壓力。

3. Reference Pressure Location

3.1 參考壓力位置的意義

所謂參考壓力位置，是對計算結(jié)果的一種處理方式。對于不可壓縮流動問題，我們關(guān)注的是壓力的變化，而不在乎壓力的具體值。

這可能造成一個問題，壓力的變化保持不變，但具體的值總是在變化，導(dǎo)致計算結(jié)果不穩(wěn)定。

比如p1=0Pa，p2=20Pa和p1=10Pa，p2=30Pa的壓差相同Δp=20Pa，但卻出現(xiàn)了兩個計算結(jié)果。

因此為了解決這個問題，F(xiàn)luent提供了一個參考壓力的位置，讓整個流場中的壓力都以某一點的壓力作為參考，這樣就不會出現(xiàn)結(jié)果不穩(wěn)定的問題了。

?3.2 參考壓力位置的設(shè)置

對于不涉及任何壓力邊界的不可壓縮流動問題，F(xiàn)luent在每次迭代后都會調(diào)整整個流場的表壓，以防止計算結(jié)果不穩(wěn)定。

如何調(diào)整呢？？？利用參考壓力位置處的壓力來調(diào)整。讓參考壓力位置上的表壓始終為零，其他地方的壓力都在參考位置處壓力的基礎(chǔ)上進行變化。默認情況下，參考壓力位置為（0、0、0）或最接近（0、0、0）位置處。

實際上參考壓力位置并不會對計算結(jié)果造成影響，只是對數(shù)據(jù)處理有點影響。

什么情況下需要設(shè)置參考壓力位置呢？？例如，我們想將計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進行比較，就可以將參考壓力位置設(shè)置到已知絕對壓力的地方，這樣計算結(jié)果和實驗結(jié)果能更好的相符。

如果涉及到壓力邊界如壓力進口邊界條件（pressure inlet），則不需要進行調(diào)整，參考壓力位置會被忽略。

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