晨曦月下
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管道内可压缩空气流动出口压力边界条件设置问题 in openfoam

       在这个案例中我们来讨论管道内亚音速/超音速出口压力边界条件：1）fixedValue  uniform 101325。2）waveTransimissive。对仿真结果的影响。

1、问题描述

计算域：

【直径：0.03mm】【长度：40mm】【长径比：1】

2、控制方程

质量守恒：\frac{\partial \rho }{\partial t}+\bigtriangledown \cdot (\rho {\color{Green} U})=0

动量守恒：\frac{\partial \rho {\color{Green} U}}{\partial t}+\bigtriangledown \cdot (\rho {\color{Green} UU})-\bigtriangledown \cdot \tau =-\bigtriangledown p

能量守恒：\frac{\partial \rho h}{\partial t}+\bigtriangledown \cdot (\rho {\color{Green} U}h)+\frac{\partial \rho K}{\partial t}+\bigtriangledown \cdot (\rho {\color{Green} U}K)-\bigtriangledown \cdot (\alpha_{eff}\bigtriangledown h)=\frac{\partial p}{\partial t}

状态方程：p=\rho RT

初始条件：【U=0m/s】【p=101325pa】【T=300K】

边界条件：

Parameter Inlet Outlet Wall
Velocity zeroGradient zeroGradient 0
Pressure 600000Pa 101325Pa zeroGradient
Temperature 300K zeroGradient zeroGradient

输运参数：dynamic viscosity of air u=1.79e-05kg/m-s

热力学参数：【摩尔质量molweight:28.9】【Cp:1005】【Prandtl:1】【Rspecific:240.29j/mol*k】【conductivity:k=32.3uw/mk】

设计声速：【 c=\sqrt{\gamma RT}=307m/s】【C_{p}-C_{v}=R】【\gamma =\frac{C_{p}}{C_{v}}=\frac{C_{p}}{C_{p}-R}=1.31】

3、网格生成

网格采用ICEM来划分，此处只截取入口处的网格示意。

管道内可压缩空气流动出口压力边界条件设置问题 in openfoam_第1张图片

4、openfoam运算

fixedValue 101325 boundary condition:

管道内可压缩空气流动出口压力边界条件设置问题 in openfoam_第2张图片管道内可压缩空气流动出口压力边界条件设置问题 in openfoam_第3张图片

管道内可压缩空气流动出口压力边界条件设置问题 in openfoam_第4张图片管道内可压缩空气流动出口压力边界条件设置问题 in openfoam_第5张图片

waveTransimissive boundary condition:

 

管道内可压缩空气流动出口压力边界条件设置问题 in openfoam_第6张图片管道内可压缩空气流动出口压力边界条件设置问题 in openfoam_第7张图片管道内可压缩空气流动出口压力边界条件设置问题 in openfoam_第8张图片管道内可压缩空气流动出口压力边界条件设置问题 in openfoam_第9张图片

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