质量流量入口
可以使用质量流量入口边界指定边界处的已知质量流率或质量通量(每单位面积的质量流率)。 此边界条件主要用于指定跨边界向内的质量流量,但也用于指定向外的质量流量。 质量流量入口适用于压缩和不可压缩的流态。
边界输入
对于质量流量入口边界,指定以下变量:
输入 | 不可压缩状态方程 | 可压缩状态方程 |
---|---|---|
总质量流率 或质量通量 | ✓ | ✓ |
超音速静压 | ✓ | |
总温 | ✓ | ✓ |
流入方向 | ✓ | ✓ |
可以将流入方向指定为垂直于边界、单独的角度分量,也可以直接指定为流向角。 相对于流动条件参考坐标系(可以是基准、区域或局部参考坐标系)来指定流动条件。
计算值
对于质量流量入口边界,Simcenter STAR-CCM+ 在边界面处计算以下值:
- 速度
- 静压
- 静态温度
当指定入口的总质量流率时,Simcenter STAR-CCM+ 将其分布到边界的所有面,并计算边界的每个面上的均匀质量流率:
(785)
其中:
- 为向外面网格面积矢量。
- 为边界总面积。
当指定质量通量时,每个面上的质量流率计算如下:
(786)
边界处的静压从域内部推算得出:
(787)
可压缩状态方程
如果流入是超音速的,则使用边界处的指定超音速静压来更新静压:
(788)
根据流动条件计算边界处的静态温度:
- 流入
-
在流入条件下(即质量流率 ),使用总焓(温度)关系计算边界处的静态温度 :
(789)其中, 为总焓, 为静焓, 为比热。
这将产生一个针对 求解的二次方程:
(790)其中:
(791) - 流出
-
在流出条件下(即质量通量 ),从域内部推算 :
(792)
通过对静压 和静态温度 使用现在已知的边界值,流体密度将根据状态方程更新:
(793)
边界面处的速度矢量计算如下:
(794)
根据 Eqn. (794) 计算速度后,边界上的总焓由以下公式给出:
(795)
其中,静焓 根据状态方程计算。
不可压缩状态方程
速度矢量根据质量通量计算如下:
(796)
其中,通过使用上次迭代中的静态温度,边界处的密度根据状态方程更新:
(797)
然后根据流动条件重新计算边界处的静态温度:
- 流入
- 在流入条件下(即质量流率 )
- 流出
- 在流出条件下(即质量流率 ),从域内部推算 :
总焓由以下公式给出:
(800)
其中,静焓 根据状态方程计算。