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comsol层流场体积流量不守恒

计算模拟  / 仿真模拟  / 倒序浏览   © 著作权归作者本人所有

#楼主# 2018-10-26

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构建模型如图。
大长方体可视为风洞模型,左端为入口,右端出口,其余为壁面。
圆柱管道为气体通道,其左端有16个进气口,右端1个出气口,其余边界均为内壁。
物理场设置为层流,不可压缩流动,忽略重力。
对速度“积分”来表征气体流量。
仿真结果显示气体通道的进气口总流量远大于出气口流量,如图所示。
从理论上来说,对于不可压缩流体,任何情况下都应该满足“流入=流出”,即流量守恒,但从comsol仿真的结果来看,显然流量不守恒。
为什么会出现这种情况





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浮生若梦 发表于 2018-10-26 16:49:18
气压是不是没有用绝压计算密度呢,注意表压有负数可能。
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烟花易冷 发表于 2018-10-26 16:49:30
浮生若梦 发表于 2018-10-26 16:49
气压是不是没有用绝压计算密度呢,注意表压有负数可能。

流体场中绝对压力应该是是参考压力+设置的压力吧?
参考压力是大气压,初始设置压力为0,密度计算应该不会有问题吧。
虽然结果图中压力确实有负数。
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浮生若梦 发表于 2018-10-26 16:49:47
烟花易冷 发表于 2018-10-26 16:49
流体场中绝对压力应该是是参考压力+设置的压力吧?
参考压力是大气压,初始设置压力为0,密度计算应该不 ...

我的意思你速度积分计算流量中,用气压值了吗,如你用p就不对了
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烟花易冷 发表于 2018-10-26 16:50:04
浮生若梦 发表于 2018-10-26 16:49
我的意思你速度积分计算流量中,用气压值了吗,如你用p就不对了

没有用气压值,直接对速度“spf.U”进行积分的
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花尽千霜默 发表于 2018-10-26 16:50:22
那就是体积流,体积流不等很正常。
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烟花易冷 发表于 2018-10-26 16:50:29
花尽千霜默 发表于 2018-10-26 16:50
那就是体积流,体积流不等很正常。

但是我设置的是不可压缩流动,流体密度在整个仿真域内没有变化,体积流量不相等也就意味着质量流不等,那么这些多余的部分去哪里了呢?这不是违背了流体力学中最基本的质量守恒定律吗?
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花尽千霜默 发表于 2018-10-26 16:50:46
烟花易冷 发表于 2018-10-26 16:50
但是我设置的是不可压缩流动,流体密度在整个仿真域内没有变化,体积流量不相等也就意味着质量流不等,那 ...

算传热了吗?温度也会改变密度。如果密度确实没变,那就是不对的,看看边界条件设置。
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烟花易冷 发表于 2018-10-26 16:50:59
花尽千霜默 发表于 2018-10-26 16:50
算传热了吗?温度也会改变密度。如果密度确实没变,那就是不对的,看看边界条件设置。 ...

没有考虑传热,我只用了“层流”这一个物理场,单独的层流场也没有地方去设置传热。
而且我认为只使用层流场的情况下是将流体的流动视为等温、绝热的,即可以不考虑热传导导致的温度变化。
另外,如果我的模型只有圆柱形通道而不考虑外部环境(那个大长方体),即将“层流”场的“入口”、“出口”边界条件设置在圆柱形通道两端,计算出来的流量是守恒的;
对于comsol内自带的一些流体场仿真,我也做了实验:
对于原本的案例库模型(“入口”、“出口”直接设置在案例库模型上),流量守恒;当加上外部环境(建模上就是在原本的模型外面加一个大的长方体,此时“入口”、“出口”条件不是直接设置在原案例库模型上,而是在外部大长方体上)时,流量不守恒。
我甚至怀疑在comsol中“流量守恒”这个条件是不是只在“入口”、“出口”这两个边界值上成立。
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花尽千霜默 发表于 2018-10-26 16:51:19
烟花易冷 发表于 2018-10-26 16:50
没有考虑传热,我只用了“层流”这一个物理场,单独的层流场也没有地方去设置传热。
而且我认为只使用层 ...

那肯定是
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