Pro97：针对边界区域伪波反射进行控制的方法

zdong_hn

现象：标准的压力边界条件强加于人工截断的计算区域上，计算结果受到出射波反射的影响。内部区域将会包含有伪反射波。
问题：我的一个模型中需要对波反射进行精确控制以获得较为精确的求解，求相关理论方面的资料，望各路大侠指点。

下面是百度来的一点资料：

在ANSYS FLUENT中，有两种无反射边界条件（NRBC）：
（1）turbo-specific NRBC
（2）general NRBC
Turbo-Specific无反射边界条件，正如它的名字所述，一般用于涡轮机械类型的几何中，且只能进行稳态计算。而general无反射边界则对几何没有太多限制，且能用于稳态和瞬态计算。这两种无反射边界条件都只能用于使用了可压缩理想气体的密度基求解器中。
1、turbo-specific无反射边界条件
对于可压缩流动，标准压力边界条件在边界设定时采用固定的流动变量（如出口边界的静压值）。因此边界位置入射的压力波将会以一种非物理状态反射，可能会导致局部误差。
turbo-specific无反射边界条件允许波无反射的通过边界。ANSYS FLUENT中采用的方法是基于对无反射边界位置变量傅里叶变换。（这个，有详细参考资料没？）
turbo-specific无反射边界条件的限制：
（1）只能用于密度基求解器（显式或隐式）
（2）目前只能求解稳态可压缩流动，且密度计算采用的是理想气体
（3）进口以及出口边界必须是压力进口和压力出口。
注意：当使用turbo-specific NRBC使用时，压力进口边界必须设置为柱坐标指定方法
（4）在3D几何模型中，进口及出口边界必须采用Quad-mapped（结构网格），不能采用其他形式网格（如三角形或quad-paved表面网格都是不允许的）
注意：在2d几何模型中，可以使用非结构网格
（5）ANSYS FLUENT中的turbo-specific无反射边界采用的是准3D分析。该方法是从2D方法扩展而来。在3D模型上将切向流动变量与径向变量解耦。在叶片距小于几何半径的模型中，这种近似有不错的表现。
（6）进口与出口边界不允许有回流。如果存在强回流，则应当使用general无反射边界条件。
（7）无反射边界条件与组分传输模型不兼容。无反射边界条件主要用于求解单相理想气体流动。
2、turbo-specific无反射边界条件的开启与初始化
（1）边界条件开启
利用non-reflecting-bc文本命令开启无反射边界条件。
define-->boundary-conditions-->non-reflecting-bc-->turbo-specific-nrbc--->enable?
若不能确定边界条件是否打开，可以采用show-status文本命令查看
（2）NRBC初始化
使用文本命令进行初始化。具体命令：
define--->boundary-conditions--->non-reflecting-bc--->turbo-specific-nrbc--->initialize
初始化将会使压力进口和压力出口使用NRBCS
3、NRBC参数修改
采用命令进行修改
define--->boundary-conditions--->non-reflecting-bc--->turbo-specific-nrbc--->set
under-relaxation：允许设置亚松弛因子。默认值为0.75
discretization：允许设置离散格式。默认格式为使用高阶重构格式
verbosity：允许控制NRBC计算时控制台显示信息。0：静默，1：基本信息（默认）；2：详细信息
4、genearl无反射边界条件
ANSYS FLUENT中的general无反射边界条件是基于欧拉方程的波动特征（有木有参考资料），且仅能施加到压力出口边界上。为获得压力出口位置基本流动量（P,u,v,w,T)，利用和求解计算域内部流动方程相似的算法求解边界上修正的欧拉方程。
与turbo-specific无反射边界不同，general无反射边界条件对几何或网格类型没有严格的要求。然而，利用到NRBC的边界上采用好的网格更有助于稳定与收敛。另外，general无反射边界能加载到稳态或瞬态流动中，当然必须采用可压缩理想气体。
限制及局限性：
（1）general无反射边界条件只能用于密度基求解器。
（2）只能用于使用了理想气体律的可压缩流动
注意：general NRBC不能用于湿蒸气或真实气体模型
（3）如果压力出口边界的目标质量流量被激活时，不能使用general无反射边界
（4）如果turbo-specific无反射边界被激活时，不能使用general无反射边界
（5）与组分传输模型不兼容。
5、general无反射边界的激活与使用
不管采用显式密度基还是隐式密度基求解器求解使用理想气体律的可压缩流动，均是通用无反射边界条件在压力出口对话框中被激活。要激活general无反射边界条件：
（1）从边界条件任务页中选择pressure-outlet，并且选择Edit...按钮
（2）在压力出口对话框中，激活Non-Reflecting Boundary选项
（3）选择pressure at infinity或Average boundary pressure
         （a）pressure at infinity边界通常用于瞬态计算或当出流压力值在无限远时。这类边界主要是为已知无限远处压力值而设计的。无限远处速度值可以通过参数sigma进行设置，该参数可以在TUI中调整。
        define-->boundary-conditions-->non-reflecting-bc-->general-nrbc-->set
在set子菜单中，可以设置sigma的值。默认sigma值为0.15。
        （b）Average Boundary Pressure specification通常用于稳态计算中，用于希望强制平均压力在边界上以达到出口压力值。该选项通过sigma2参数进行控制。此参数可以通过TUI进行设置。
        define-->boundary-conditions-->non-reflecting-bc-general-nrbc-->set
可以对sigma2参数进行设定，默认sigma2值为5.0

zdong_hn

自我批评下先，这个非反射条件，在帮助文件的user guide 里面有些理论参看，之前在theory guide 里面没看到。

zdong_hn

好冷清ing ，悲摧ing

ch06

原帖由 zdong_hn 于 2011-6-21 05:09 发表

                               
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