滞止入口

滞止入口边界是指可以良好地支持可压缩流的入口条件,尽管该条件对不可压缩的流同样有效。

滞止条件是指位于上游虚室中的条件,在这个虚室中流体完全处于静止状态。对于不可压缩的流,会使用伯努利方程将总压力、静压和速度值关联在一起。对于可压缩的理想气流,会使用恒熵关系,且特征变量将确定流体的传播属性。在可压缩流中,将始终使用总压力、总温度和流向来获取入口流条件。

超音速流

用户往往不确定是否需要指定入口处的静压(在 Simcenter STAR-CCM+ 中称为超音速静压)。流体的特征规定当入口流为超音速流时,所有信息来自上游条件,包括静压。此流态称为双曲,并且此情况规定必须正确指定超音速静压。当入口流为亚音速流时,流态称为椭圆,这意味着可从下游流获得静压。在这种情况下,将忽略为超音速静压指定的值,理想情况下,其值可以保留为默认值。但是,不建议一直使用该默认值,因为在某些情况下,入口流可以在模拟迭代期间暂时成为超音速流。如果发生这种情况且指定的超音速静压不正确,求解可能会发散。在这些情况下,建议使用恒熵关系为与小幅增长的超音速马赫数对应的超音速静压指定值。

在使用恒熵关系来设置超音速静压的示例中,考虑理想气体中静压与总压力之比的恒熵关系:

1. EQUATION_DISPLAY
ptp={1+(γ-1)2M2}γ/(γ-1)
(87)

在此关系中, p pt 分别是绝对静压和绝对总压力,而 M 是马赫数。要获得静压,可以为平缓超音速流设置 M = 1.02 ,并使用已知的总压力来计算所需的值。

有关更多信息,请参见滞止入口

多相流体

多相流体的公式不像单相流体那样定义完好,因为不会为多相混合物保持用于关联压力与温度的恒熵关系。同样的理论也适用于可压缩流,但预计在高速时会发生分解。

通过滞止流入口可指定混合物的总压力以及入口边界处每个相位的体积分数。对于多相流体,总压力定义为使用体积分数加权的每相位静压与动压之和:

2. EQUATION_DISPLAY
pt=ps+k=1n12αkρkvk2
(88)

其中, αk 是 k 相体积分数, ρk 是相密度,而 vk 是 k 相的速度。这种关系对于恒密度是精确值,但对于可压缩和非等温情况是近似值。

应用

已知其滞止条件的内部流的模拟入口。

兼容性

  • 应与压力出口边界组合使用
  • 滞止边界不能存在于同一个连续体中,因为流体会分割出口边界。