barracuda 24.0 用户手册中英文翻译(第八章 边界条件)

（barracuda付费课程链接：https://www.fangzhenxiu.com/course/11268766/）

8。边界条件

通过边界条件可以定义流体、颗粒、气泡、示踪剂和能量如何进入或退出模型。在Barracuda中，有各种各样的边界条件（bc），在边界条件部分进行了介绍，这些条件描述了从区域流入和流出的物质，固体壁面的温度，以及在模拟过程中引入欧拉和拉格朗日示踪剂来跟踪流体运动。任何没有压力BC或流量BC的模拟域的边界表面都被认为是壁面。默认情况下，壁面被认为是绝热的，壁面处没有热量传入或传出域；添加热壁BC改变了这种行为。

压力BC压力BC在给定压力的域中建立一个开口，流体、颗粒和气泡可以通过该开口进出。虽然压力BC通常用作流体出口，但它也可以用于流体流入，并作为颗粒或气泡给料的位置。

流量BC流量BC在区域中建立一个开口，指定质量流率的流体通过该开口进入或离开该区域。流动BC通常用作带有可选颗粒或气泡给料的流体入口，但也可以用作流体、颗粒和气泡出口。在流动边界作为出口的情况下，流体以指定的速率从模拟域中抽取。

注入BC注入BC定义流体、颗粒、气泡或拉格朗日示踪剂进入域的点源。注射点可以在区域内的任何位置，这使得注射bc成为一个方便的工具，用于添加喷嘴，分配器护罩或其他不容易被网格捕获的入口。

热壁BC BC在固体边界上施加特定的温度，该温度以对流、传导和辐射指定的速率在壁面和区域之间传递热量。(更多信息)

颗粒给料    

图8.1边界条件窗口中的颗粒给料选项

给料限制过给料限制决定在每个时间步长有多少额外的质量可以通过BC给料。在一个时间步长出现质量流量不足的情况下，下一个时间步长可以按指定给料速率加上指定给料速率的过给料限制百分比给料。

灵敏度灵敏度决定了在发出警告之前求解器能容忍颗粒给料不足的时间。低将导致最长的时间，直到警告，而高将导致最短的时间，直到警告。

检查频率检查频率决定求解器验证是否达到指定的质量流量的频率。

不可压缩流动

在流体类型被设置为不可压缩的模拟中，这部分将被称为颗粒和气泡给料，参数将影响所有颗粒和气泡种类的给料。

颗粒退出

图8.2边界条件窗口下的颗粒出口平滑

平滑颗粒出口流率此选项默认为启用。当启用时，颗粒出口bc允许恢复时间缓冲来平滑质量流量的赤字或过剩，以更好地匹配指定的出口流量。如果需要更多的响应来匹配指定的出口流速，例如控制非常大的颗粒的出口流速，则可以取消选择此选项。    

不可压缩流动

在模拟中，流体类型被设置为不可压缩，这部分将被称为颗粒和气泡出口，该选项将影响所有颗粒和气泡种类的出口。

示踪剂

示踪剂是拉格朗日实体，可以在模型中跟踪流体流动和流体停留时间的位置注入。示踪剂的可视化数据可在Tecplot和GMV中获得。它们被视为与模型中正常计算颗粒相似的小颗粒，不同之处在于：

§没有质量、动量或能量

§随流体相自由流动

§承担局部流体流动的方向

示踪剂的拉格朗日相分辨率以示踪剂/秒为单位指定。

8.1。压力BCs

压力BC指定域中的流体开口，流体可以在指定压力下通过该开口流入或流出。BC压力下的流体速度是根据虚拟反应堆的基本流体动力学方程确定的。在虚拟反应堆模型中，流体出口通常用压力边界建模。

压力b.c.在压力b.c.窗口中进行管理，如图8.3所示，该窗口显示了所有现有压力b.c.的列表，并允许用户在模型中遵循添加、编辑、复 制、删除GUI模式。在此窗口内，压力边界条件以单独的线条显示。列表中的每个压力BC都有一个唯一的ID号，该ID号与压力BC位置和其他压力BC参数一起显示。    

图8.3随示意压力BC变化的压力窗口

阻力系数K

每个压力边界可以选择在边界处有一个不可恢复的压降，该压降与局部流体动能成正比，通过一个独特的系数K，这对于在边界处通过过滤器或其他多孔介质的流动建模是有用的。K因子调整提供了K值的全局变化，以解释边界处的颗粒。KK因子调整方程为：

其中:

kclean是边界处指定的K因子

θp为颗粒体积分数

c1为“开孔率”

有关K因子的更多信息，请参阅本节。

8.1.1。指定压力BC

所有压力BC参数都在图8.4所示的压力BC编辑器对话框中定义。当添加新的压力BC或编辑现有的压力BC时，此对话框将被激活。压力BC编辑器包含以下选项卡：位置、通量平面、流体、颗粒和示踪剂。一旦输入了值，单击OK将把压力BC分配给模型并关闭对话框，而单击Cancel将关闭对话框并丢失任何值。

不可压缩流动    

在流体类型设置为不可压缩的模拟中，颗粒选项卡将被标记为颗粒/气泡选项卡。

注释遵循注释字段GUI模式。

图8.4压力BC编辑器对话框示例

位置

位置选项卡是压力BC编辑器中的默认选项卡，如图8.4所示。

设置单元格区域压力bc被放置在由输入的x、y、z坐标范围指定的单元格上。压力BC将应用于完全在流体域之外的所有单元，这些单元位于指定方向的壁附近，并且与指定的x、y、z坐标接触。这遵循Select RegionGUI模式。    

方向压力bc必须垂直于x−、y−或z−方向（必须选择）。压力bc通常可以应用于通过在不同方向上叠加多个压力bc而形成的复杂边界区域。

通量平面

示意压力BC通量平面标签如图8.5所示。此选项卡遵循通量平面选项GUI模式。

图8.5压力BC编辑器中的通量平面选项卡示例

流体

压力BC流体选项卡的示例如图8.6所示。该选项卡定义了边界处的流体流动条件。    

图8.6压力BC编辑器中的流体选项卡示例

使用BC连接器压力此选择将允许压力BC使用来自BC连接器的压力值。示例值必须在“指定值”或“瞬时”文件中指定。有关设置BC连接器的更多信息，请参阅BC连接。

瞬态文件SFF文件，通常是基于在模拟运行时使用Interact的能力而推荐的，可用于指定与时间相关的压力BC参数。该文件将覆盖在对话框中输入的任何指定值。关于在压力BC下使用SFF文件的附加信息，请参见定义瞬时压力BC。

指定值    

开孔率

开孔率是压力BC下的物理开口开孔率。这通常在存在屏幕或孔口的情况下使用，默认值1.0表示边界完全打开。

压力

用户可以输入一个以帕斯卡（Pa）为单位的边界压力值。注意，如果使用瞬态文件，此压力值将被覆盖。这个值指的是静态压力，而不是总压力。

温度

用户可以输入指定边界的单个温度值，单位为开尔文（K）。请注意，温度只能为热流指定，如果使用瞬态文件，此处输入的温度值将被覆盖。

阻力系数K

K在边界值（在BC中指定）和边界旁边的第一个内部单元之间增加了额外的压降，该压降与K乘以动态压头成正比：

其中:

ρ为局部流体密度

v是边界处的局部流体速度

边界处的非零K因子将具有扩散流体流过边界和抑制边界处任何局部速度波动的作用。

流体流入特性压力BC在严格意义上并不强制流体流入或流出。相反，用户通常知道流体是以BC的压力主要进入还是排出系统。有可能在BC压力下发生一些再循环，使得液体通过一些单元进入并从其他单元流出。如果流体流入，流体属性列表决定了流体流入时边界处的流体属性。如果选择了指定的BC值，则在边界处输入的温度和成分将在边界处使用；这种设置应该用于以流入为主的压力bc。或者，如果选择了内部单元格值，则将从域内部的单元格计算流体成分和温度；这种设置应该用于主要是流出的压力bc。默认设置是使用内部单元格值。    

应用流体通过单击“定义流体”按钮来指定压力边界处流体的组成，该按钮将弹出“应用流体”对话框，请参阅“应用材料”。

颗粒

压力BC颗粒选项卡的示例如图8.7所示。当在barracuda中指定压力BC时，颗粒在边界处的行为是一个重要的考虑因素。在边界处指定颗粒行为有五个主要选项：无流出，流出带尺寸过滤，以体积分数指定的给料，以质量通量指定的给料，以及以质量流量指定的给料。

不可压缩流动

在流体类型被设置为不可压缩的模拟中，这部分将被称为颗粒/气泡，参数将影响颗粒和气泡的种类。    

图8.7压力BC编辑器中的颗粒选项卡示例

无流出此选择将允许流体流出，但阻止颗粒通过边界离开区域。这种颗粒行为通常应用于没有颗粒给料的流体入口。

带有尺寸过滤的流出。这种选择将允许颗粒通过边界离开。当选择此选项时，将出现三个附加选项，可用于限制可以通过边界离开的颗粒的大小。默认情况下，所有颗粒都允许退出域，而不管它们的大小 (Minimum = 0, Maximum = UNLIMITED)。若要指定允许在域中退出的颗粒的下限或上限，请根据需要更改最小值、最大值和单位字段。有关指定颗粒尺寸的更多信息，请参见颗粒和气泡尺寸单位。    

指定为体积分数/质量流量/质量流量的给料颗粒行为接口提供了三个选项，用于指定颗粒给料：给料指定为体积分数，给料指定为质量流量，给料指定为质量流量。颗粒给料类型的不同之处在于用户设置颗粒给料所需的信息。对于每个给料选项，必须指定滑移率和颗粒体积分数，颗粒质量通量和颗粒质量流率。选择这三个选项中的任何一个都将启用“编辑给料”和“给料控制”按钮。这些按钮启用颗粒给料的规格（在指定颗粒给料中讨论）和可选使用颗粒给料控制器（在设置颗粒给料控制器中讨论）。

任何颗粒输入都要求区域内的第一个单元有空间可用于附加颗粒。如果没有足够的空间，颗粒给料可能会暂时减少或停止。因此，重要的是要确保流体的流动与颗粒给料的边界是足够的，以运输颗粒通过给料单元，避免一个紧密的堆积状态。给料边界为请求的给料维持一个增加质量的预算。如果颗粒给料中有过量，则给料被暂停。如果给料质量存在缺陷，边界条件将尝试在以后的时间步长中弥补颗粒质量。如果使用改进的（类型1）给料方法，如果给料赤字变得过大，求解器将发出警告；详见颗粒给料。

示踪剂

图8.8所示为压力BC示踪剂标签的示例。该选项卡定义了在边界处给料的示踪剂。    

图8.8压力BC编辑器中的示踪剂选项卡示例

关闭当选择此选项时，不会在边界处给料任何跟踪 器。这是示踪剂选项卡的默认设置。

使用BC连接器数据BC连接器提供种类和分辨率。有关设置BC连接器的更多信息，请参阅BC连接。

示踪剂输入当选择此选项时，需要输入Species和Resolution以在边界处提供示踪剂。

种类

为了不与颗粒种类管理器中创建的种类发生冲突，示踪剂的种类ID必须大于或等于2000。    

分辨率

示踪剂的分辨率以示踪剂/秒为单位指定。

8.1.2。定义瞬时压力BC

当为压力BC输入瞬态压力数据时，它是通过使用barracuda中的SFF文件完成的。通过单击压力BC对话框的流体选项卡中的浏览按钮，可以将现有的SFF文件添加到模型中，如图8.6所示。单击编辑将在SFF编辑器中打开一个添加的文件，如果文件名框为空，则创建一个新的SFF文件。SFF文件中的列如图8.9所示，分别是时间、压力、温度、开孔率、颗粒给料量和k因子。使用SFF文件的表格输入有关创建和编辑SFF文件的更多信息，请参见。

瞬态输入数据

时间该时间指定其他列中的参数应在何时使用。时间的单位可以是秒（s）或分钟（min）。

压力在BC处使用的压力。压力的单位可以是帕斯卡（Pa）或磅/平方英寸（psi）。这里指的是静压，而不是总压力。

温度任何流入流体的温度。仅当流入流体属性设置为压力BC的指定BC值时，才使用此值。温度的单位可以是开尔文（K）、华氏（F）或摄氏度（C）。

开孔率开孔率是压力BC下的物理开口开孔率。这通常在存在屏幕或孔口的情况下使用，默认值1.0表示边界完全打开。

颗粒给料颗粒给料栏决定是否在边界处启用任何指定的颗粒给料。与瞬态压力BC文件中的所有参数一样，颗粒给料的值由SFF文件中的时间条目之间的线性插值确定。在barracuda中使用的惯例是，当内插值大于0.5时，颗粒给料将被启用。    

有关k因子的更多信息，请参阅本节。

图8.9SFF编辑器显示示意压力BC文件

8.1.3。指定颗粒给料

当在颗粒选项卡中选择颗粒Feed并单击编辑Feed按钮时，颗粒Feed设置对话框将会弹出。该对话框允许用户定义要输入系统的颗粒种类的混合物，颗粒输入速率和要使用的计算颗粒数量。颗粒Feed设置对话框如图8.10所示。

不可压缩流

在流体类型被设置为不可压缩的模拟中，颗粒给料设置对话框将是颗粒/气泡给料设置，气泡可以以与颗粒相同的方式给料。

指定的颗粒给料速率可以通过边界处的瞬态文件进行外部修改（参见定义瞬态压力BC或定义瞬态流量BC），方法是在颗粒给料栏中打开或关闭给料，或者在数量密度手册栏中改变正在给料的计算颗粒数量。此外，如果在边界处指定了颗粒给料控制器，则可以重写颗粒给料速率。颗粒给料控制器的设置在颗粒给料控制器的设置中讨论。    

图8.10添加示意种类后选择滑移和体积分数的颗粒给料设置对话框

定义颗粒种类混合物

遵循应用材料GUI模式。

定义颗粒给料速率

要定义颗粒给料量，滑移比和平均体积给料量是必需的输入，根据所选择的颗粒给料量类型，可能还需要体积分数、质量通量或质量流量。

滑移比滑移比是初始颗粒速度与边界处流体速度之比。在一个颗粒被送入域后，这个滑移比不再适用于该颗粒；然后，阻力模型将确定流体与颗粒的相互作用。滑移比可以小于、等于或大于1.0，并应根据边界处的预期流动情况进行选择。在流体流动携带颗粒的情况下，滑移比小于1.0可能是合适的。另一方面，如果颗粒给料是由于颗粒流动/运动（例如，双杆返回）引起的，而颗粒流动/运动同时也在拉动流体，那么滑移比大于1.0可能是合适的。默认值为0.5。    

barracuda使用计算颗粒来表示具有相同属性的多个真实颗粒，从而允许对大量颗粒进行建模。在边界处，每平均体积值的给料控制计算颗粒的数值分辨率。与Particle ic的情况一样，重要的是要平衡更多计算颗粒的更高精度与相关的计算成本。在颗粒给料位置尤其如此，这可能导致计算颗粒的总数不断增加。同样重要的是要记住，太少的数值颗粒将不能充分地代表物理。

np的值是用户在颗粒输入设置对话框中指定的，它与计算结束时系统中预期的计算颗粒数量有关。定义np的公式是基于计算结束时欧拉单元的数量和期望的颗粒体积分数：

其中:

np是为每平均体积给料或数量密度手册指定的值

Np为计算结束时计算颗粒的总数

Ncells是以θp的体积分数填充颗粒的欧拉单元的预期数目

用于选择每平均体积Feed值的常用近似值为50/θp，其中θp是边界处的期望颗粒体积分数。每个平均体积的Feed的默认值设置为125，对应于0.4的θp。更多信息请参见估算BC下的颗粒体积分数。

注意    

如果使用瞬态文件指定边界处的流体行为（请参阅定义瞬态压力BC或定义瞬态流量BC），则“每平均体积给料”的值将被“数量密度手册”列中指定的值覆盖。

体积分数如果选择了体积分数给料，系统将提示用户指定体积分数。在这种选择下，颗粒给料质量流率将取决于边界处的流体体积流量，表达式如下：

其中:

S为滑移比

ρp为颗粒密度

θp为规定的颗粒体积分数

质量通量如果选择了质量通量给料，系统将提示用户指定质量通量，单位为kg/m2/s。选择此选项后，颗粒给料质量流率将为：

其中:

Ab为边界的横截面积

Fp为规定颗粒质量通量

质量流量如果选择了质量流量给料，则会提示用户直接指定质量流量，单位为千克/秒（kg/s）。

8.1.4。设置颗粒给料控制器

颗粒给料控制器允许根据模型中通量平面的流量，系统总质量，甚至模型内位置的温度和压力，自动调整颗粒给料速率。当在压力BC或流量BC对话框中点击给料控制按钮时，在颗粒给料控制对话框中设置颗粒给料控制器。颗粒给料控制对话框如图8.11所示。    

最常用的控制方案，通过通量面匹配颗粒质量流量和保持总颗粒质量在指定范围内，可以从颗粒给料控制对话框中设置。基于温度、压力或其他通量面变量的控制方案必须从给料控制对话框中设置，请参见使用高级颗粒给料控制器。点击颗粒给料控制对话框中的给料控制按钮，将弹出给料控制对话框。

图8.11颗粒给料控制对话框

通过通量面匹配颗粒质量流量    

可以使用颗粒给料控制对话框中的通过通量面匹配颗粒质量流速率选项，将边界上的颗粒给料速率设置为与另一边界上的颗粒流速率匹配。当选择此选项时，用户必须指定要匹配的通量平面、效率、滑移率和控制时间。

匹配通量平面“匹配通量平面”列表包含项目中已定义的所有有效通量平面文件。颗粒给料将被设置为匹配从列表中选择的通量平面。

效率边界处的颗粒给料率将等于匹配的通量平面颗粒质量流率乘以效率。颗粒给料率将在默认效率为1.0时精确匹配。

滑移率滑移率是颗粒速度与边界处流体速度之比。在颗粒给料控制器中指定的值将覆盖在颗粒给料创建时给定的滑移率值（参见指定颗粒给料）。

Over time可以将颗粒匹配设置为在Over time字段中指定的一段时间内逐渐发生。在一个时间步长的颗粒给料发生较大变化可能导致模型不稳定的情况下，这可能很有用。如果over time参数为0.0秒（默认），则只要可能，给料变化就会在一个时间步长内发生。

将总颗粒质量保持在规定的限度内

当使用maintenance total particle mass within specified limits时，可以将边界处的颗粒给料速率作为on/off控制器进行控制，以将模型中的总颗粒质量维持在指定的范围内。当使用此设置时，除了在颗粒控制器中再次指定的滑移比外，将使用颗粒给料的所有参数。

最小系统质量当模型中的总颗粒质量减小到小于最小系统质量时，边界处的颗粒给料将打开。最小系统质量以千克（kg）为单位输入。

最大系统质量当模型中的总颗粒质量增加到最大系统质量以上时，边界处的颗粒给料将关闭。最大系统质量以千克（kg）为单位输入。    

滑移率滑移率是颗粒速度与边界处流体速度之比。在颗粒给料控制器中指定的值将覆盖在颗粒给料创建时给定的滑移率值（参见指定颗粒给料）。

8.1.5。使用先进的颗粒给料控制器

如图8.12所示，高级给料控制对话框提供了一个基于压力、温度、系统质量或通量面参数控制颗粒给料的界面。通过识别控制变量（单元温度、单元压力、通量平面数据集等），然后根据两个可能的测试结果指定控制器的行为，来设置高级颗粒给料控制器。

图8.12高级给料控制对话框及基于温度的控制方案示例    

控制变量

在基于控制列表中确定的控制变量可以是温度、压力、系统质量或通量面变量。

温度当选择温度时，将提示用户指定应测量温度的ii，jj，kk位置。菜单栏中的参考网格按钮用于确定模型中所需的ii， jj， kk位置。

压力当选择压力时，系统会提示用户指定需要测量压力的ii、jj、kk位置。菜单栏中的参考网格按钮用于确定模型中所需的ii， jj， kk位置。

系统质量选择系统质量时，将模型中颗粒的总质量作为控制变量。

通量平面当通量平面被选中时，系统会首先提示用户从通量平面名称列表中选择一个通量平面，该列表中填充了模型中所有有效的通量平面。然后，用户将指定要使用的通量平面控制变量。可用的选项有

§流体质量流量-流体通过通量平面的总质量流量

§颗粒质量流量——通过通量平面的所有颗粒种的总质量流量

§流体质量流量——流体通过通量平面的总质量流量

§颗粒质量通量——通过通量平面的所有颗粒的总质量通量

§标量积分质量-通过通量平面的所有颗粒种类的时间积分质量

禁用当选择禁用时，颗粒给料控制器将不活动，颗粒给料将由颗粒给料设置和正在使用的任何瞬态文件决定。

If-then控制测试在高级给料控制器中有两个If-then测试用于控制颗粒给料。控制器从测试1开始，并使用指定的操作符将选定的控制变量与测试值进行比较。如果测试1的结果为真，则采取指定的操作。如果Test 1的结果不为真，则控制器将对Test 2求值。如果Test 2为真，则执行Test 2下指定的动作。如果Test 2不为真，则不会对固体给料进行任何更改。    

If-then操作符每个测试用例中的操作符可以从以下选项中选择：

有时，用户会希望test1总是被求值为true。实现这一点的一个常见技巧是将操作符设置为“ABS >”，并将测试值设置为-1。不管控制变量或它的值是什么，这个语句总是求值为true。

If-then动作当测试结果为true时，可以采取以下动作来控制颗粒给料：    

§ON-打开颗粒给料

§OFF-关闭颗粒给料

§MULTIPLY-将颗粒给料变量（颗粒体积分数、颗粒质量流量、颗粒质量通量）在指定的时间内以指定的滑移比乘以Value中指定的数字。下面解释了滑移率和时间参数。

§ASSIGN——在指定的时间和指定的滑移比下，按value中指定的数字将指定的值分配给颗粒给料变量（颗粒体积分数、颗粒质量流量、颗粒质量通量）。效率、滑移比和时间参数解释如下。

§MATCH-将颗粒给料率与指定时间内指定效率和指定滑移比的选定通量平面的速率相匹配。匹配选项仅在选择通量平面作为控制变量时可用。下面解释了滑移比和时间参数。

效率 当通量面控制变量选择MATCH时，边界处的颗粒给料率等于匹配的通量面颗粒质量流率乘以效率。颗粒给料率将在1.0的默认效率下精确匹配。

滑移率滑移率是颗粒速度与边界处流体速度之比。在颗粒给料控制器中指定的值将覆盖在颗粒给料创建时给定的滑移率值（参见指定颗粒给料）。

Over time可以将颗粒给料的乘法、分配或匹配设置为在Over time字段中指定的一段时间内逐渐发生。在颗粒给料在一个时间步长的大变化可能导致模型不稳定的情况下，这可能是有用的。如果时间参数为0.0秒（默认），则只要可能，给料变化就会在一个时间步长内发生。

8.2。流量bc    

流量BC指定域中的流体开口，流体可以通过该开口以指定的速率流入或流出。在barracuda模型中，流体入口通常用流动bc建模。对于流体流出，从边界处的内部单元计算成分和温度，并将指定的成分和温度用于流体流入。

流程bc在流量BC窗口中进行管理，如图8.13所示，该窗口显示了所有现有流程bc的列表，并允许用户遵循模型内的添加，编辑，复 制，删除GUI模式。在这个窗口中，流边界条件以单独的线条显示。列表中的每个流动边界都有一个与之关联的唯一ID号，该ID号与流动边界位置和其他流动边界参数一起显示。

图8.13流量BC窗口与流量BC示意

8.2.1定义流动边界

所有流动边界参数都在流动边界编辑器对话框中定义，如图8.14所示。当添加新流动边界或编辑现有流动边界时，此对话框将被激活。一旦输入了值，单击OK将把流动边界分配给模型并关闭对话框，而单击Cancel将关闭对话框并丢失所有更改。

不可压缩流动

在流体类型设置为不可压缩的模拟中，颗粒选项卡将被标记为颗粒/气泡选项卡。

注释遵循注释字段GUI模式。    

图8.14带有示意进口流量BC的流量BC编辑器

位置

图8.14显示了一个示例流量BC位置选项卡。

设置单元格区域流量bc放置在由输入的xx、yy、zz坐标范围指定的单元格上。流动边界将应用于流体域中的所有单元格，这些单元格位于指定方向的壁面附近，并且与xx、yy、zz坐标范围接触。这遵循SelectRegionGUI模式。    

叠加流量bc如果将多个流量bc分配给相同的计算单元，则这些流量bc的流体和颗粒流速将被加在一起。在饲喂多个种类并且需要独立控制每个种类的流速的情况下，这可能很有用。

方向一旦包含边界面的单元格被识别，方向被用来识别哪些壁应该被改变为流动BC面。这只用于面的选择。在模拟过程中，流总是向边界面法线方向进入。方向有多种选择。

法向表面流动流动BC将应用于指定的xx，yy，zz范围内的所有表面。如果选择“正常限制”，则单元格范围内的所有可用面都用于流动边界。或者，可以选择X零、Y零或Z零，以消除各自方向上的任何面。

图8.15A法向流动边界

x, y， z方向流通常，将流动边界应用到表面的最快方法是选择x，y或z方向。这将把流动边界应用于任何面，其法向量在所选x， y或z方向的x/y/z变化角内。    

图8.16BC在x、y、z方向的流动

流动边界将应用于所有面，其法向量在指定向量的变化角范围内，参见图8.17中的例a。当选中Force绝对方向复选框时，只会使用一个面向内的法线，进行比较，参见图8.17中的例b。

请注意

方向流矢量仅用于选择面。在模拟过程中，流向总是垂直于矢量面。

图8.17流动边界中的矢量方向

当使用x，y，z方向或方向矢量定义流动BC时，变化角用于确定将被选择的壁面。从所选方向的变化角内具有法向量的任何壁面都将被使用。

通量平面

Flow BC通量平面选项卡示例如图8.18所示。此选项卡遵循通量平面选项GUI模式。    

图8.18带有通量平面选项卡的流量BC编辑器

流体

流量BC“流体”选项卡的示例如图8.19所示。该选项卡定义了边界处的流体流动条件。    

图8.19带有流体选项卡的流量BC编辑器

使用瞬态文件SFF文件可用于指定随时间变化的流体流动BC参数，这是基于在模拟运行时使用Interact的能力而推荐使用的。该文件将覆盖已在编辑器中输入的任何指定值。关于在流动边界中使用SFF文件的其他信息，请参见定义瞬态流动边界。    

使用BC连接器数据BC连接器提供流体质量、流速、温度和成分。有关设置BC连接器的更多信息，请参阅BC连接。

指定值

速度流

通过从“指定值”下的列表中选择“速度流量”，可以将流量BC处的流体流速指定为表面速度。指定的表面速度，单位为m/s，将均匀地应用于流动BC的整个表面，并且在边界处进入的流体的质量流率将根据速度，边界的横截面积以及指定的压力和温度来计算。如果颗粒存在于边界上，则边界表面的速度将比指定的表面速度大一个因子，其中θp是颗粒体积分数，它表示颗粒占据的单元内的体积。

速度的正值对应于流体的流入，而速度的负值对应于边界处流体的流出。

质量流量

可以通过从“指定值”下的列表中选择“质量流量”，将流量BC处的流体流速指定为质量速率。指定的质量流量，单位为kg/s，将均匀地应用于整个流量BC面。边界处的体积流量和速度将根据质量流率、边界的横截面积和指定的压力和温度计算。质量流率的正值对应于流体的流入，而负质量流率对应于边界处流体的流出。

压力

指定的压力用于定义边界处的流体密度。压力值需要以帕斯卡（Pa）为单位输入。这里指的是静压，而不是总压力。    

不可压缩流动

在流动类型设置为不可压缩的模拟中，压力不用于计算。

温度

温度用于计算热问题的传入流体密度和传入流体焓（参见热设置）。在流出的情况下，不使用温度。温度值需要以开尔文（K）为单位输入。

不可压缩流动

在流动类型设置为不可压缩和等温的模拟中，不使用温度。

流体组成通过单击“定义流体”按钮指定流动边界处流体的组成，该按钮将弹出“应用流体”对话框，请参阅“应用材料”。

颗粒

流动边界颗粒选项卡的示例如图8.20所示。在barracuda中指定任何流动BC时，颗粒在边界处的行为是一个重要的考虑因素。

不可压缩流动

在流动类型被设置为不可压缩的模拟中，这一部分将被称为颗粒/气泡，参数将影响颗粒和气泡的种类。    

图8.20流动边界编辑器与颗粒选项卡

使用瞬态文件SFF文件（基于在模拟运行时使用Interact的能力）可用于指定与时间相关的颗粒流动边界参数。该文件将覆盖在对话框中输入的任何指定值。当这个选项与流出或输入选项一起被选中时，额外的列被添加到瞬时文件中。关于在流动边界中使用SFF文件的其他信息，请参见定义瞬态流动边界。    

使用BC连接器数据此选择将允许电流动边界根据来自BC连接器的信息给料颗粒。请注意，BC连接器本身（它定义了这个颗粒信息的源）必须在GUI的该部分中定义。当您希望保持完全相同的尺寸，温度，成分等时，这对于将颗粒返回系统非常有用。

无流出此选择将允许流体流出，但阻止颗粒通过边界离开区域。这种颗粒行为通常应用于没有颗粒给料的流体入口。

带有尺寸过滤的流出。这种选择将允许颗粒通过边界离开。当选择此选项时，将出现三个附加字段，可用于限制可以通过边界离开的颗粒的大小。默认情况下，所有颗粒都允许退出域，而不管它们的大小(Minimum = 0, Maximum = UNLIMITED)。要指定允许在一个域中退出的颗粒的下限或上限，更改最小值，最大值，并根据需要指定单位。有关指定颗粒大小的更多信息，请参阅颗粒和气泡大小单位。

选择退出控制将启用编辑按钮。这个按钮打开颗粒退出编辑器，如图8.21所示。这允许指定颗粒质量流出系统的速率。出口颗粒流量可以指定为负值，单位为kg/s。指定的值是边界处允许的最大颗粒出口流量，假设颗粒总是存在并能够流出边界。如果没有足够的颗粒存在，以满足规定值，求解器跟踪质量赤字随着时间的推移，并将允许更高的瞬时颗粒质量流率，以便弥补赤字在以后的时间。

如果选中“自动控制流体流速”，则可以指定目标颗粒体积分数。当颗粒存在于出口时，这将允许颗粒出口覆盖流体流速。流体流速将根据离开系统的颗粒流速和与出口处目标颗粒体积分数相对应的流体-颗粒滑移速度来计算。建议指定的目标值低于紧压，以便在边界处提供一定的通气性。    

图8.21颗粒退出编辑器

指定为体积分数/质量流量/质量流量的给料颗粒行为界面提供了三个选项来指定颗粒给料：体积分数、质量流量和质量流量。颗粒给料类型的不同之处在于用户设置颗粒给料所需的信息。对于每个给料选项，必须指定滑移率和颗粒体积分数，颗粒质量通量和颗粒质量流率。选择这三个选项中的任何一个都将启用“编辑给料”和“给料控制”按钮。这些按钮启用颗粒给料的规格（在指定颗粒给料中讨论）和可选使用颗粒给料控制器（在设置颗粒给料控制器中讨论）。

任何颗粒输入都要求区域内的第一个单元有空间可用于附加颗粒。如果没有足够的空间，颗粒给料可能会暂时减少或停止。因此，重要的是要确保流体的流动与颗粒给料的边界是足够的，以运输颗粒通过给料单元，避免一个紧密的堆积状态。给料边界为请求的给料维持一个增加质量的预算。如果颗粒给料中有过量，则给料被暂停。如果给料质量存在缺陷，边界条件将尝试在以后的时间步长中弥补颗粒质量。如果使用改进的（类型1）给料方法，如果给料赤字变得过大，求解器将发出警告；详见颗粒给料。

示踪剂

流量BC示踪剂选项卡示例如图8.22所示。该选项卡定义了在边界处给料的示踪剂。    

图8.22带示踪剂选项卡的流量BC编辑器

关闭当选择此选项时，不会在边界处给料任何跟踪 器。这是示踪剂选项卡的默认设置。

使用BC连接器数据BC连接器提供种类和分辨率。有关设置BC连接器的更多信息，请参阅BC连接。    

Tracer feed当选择此选项时，需要Species和Resolution输入来在边界处给料示踪剂。

种类

为了不与颗粒种类管理器中创建的种类发生碰撞，示踪剂的种类ID必须大于或等于2000。

决议

示踪剂的分辨率在tracers/secondtracers/second中指定。基于在模拟运行时使用Interact的能力，始终建议使用瞬态文件，并可用于指定跟踪 器分辨率。该文件将覆盖在对话框中输入的任何指定值。当选择此选项时，额外的列被添加到临时文件中。关于在流动边界中使用SFF文件的其他信息，请参见定义瞬态流动边界。指定值允许直接指定分辨率值。

8.2.2。定义瞬态流动边界

当为流量BC输入瞬态流量数据时，它是通过使用SFF文件完成的。通过单击流动边界对话框中的浏览按钮，可以将现有的SFF文件添加到模型中，如图8.14所示。单击编辑将在SFF编辑器中打开一个添加的文件，如果文件名框为空，则创建一个新的SFF文件。使用SFF文件的表格输入SFF文件中的列取决于所选择的参数。有关创建和编辑SFF文件的更多信息，请参见。

瞬态流体输入数据

如果在“流体”选项卡中选择“使用瞬态文件”，则在SFF编辑器中会显示时间、质量流量或速度、温度和压力列，如图8.23所示。    

时间指定使用其他列中的参数的时间。时间的单位可以是秒（s）或分钟（min）。

流体流量可以指定为质量流量（kg/s）或速度（m/s， ft/s或cm/scm/s）。可以通过双击SFF文件编辑器中的列标题来更改流体类型和单元。

温度任何流入流体的温度。温度的单位可以是开尔文（K）、华氏（F）或摄氏度（C）。

用于流量BC的压力。压力的单位可以是帕斯卡（Pa）或磅/平方英寸（psi）。这里指的是静压，而不是总压力。注意，当流速是流量BC定义的选择基础时，此处指定的压力仅用于确定流体的密度。对于基于质量流量的流量bc，它将被忽略。

图8.23SFF编辑器显示了模拟前两秒内流体质量流率上升至10kg /s的示意流量BC文件

瞬态颗粒给料输入数据

复选框“使用瞬态文件”控制添加到Flow文件中的列，见图8.20。如果它与任何Feed选项一起使用，控制提要的列将被添加到SFF文件中。    

不可压缩流

在流体类型被设置为不可压缩的模拟中，颗粒将指颗粒或气泡。

Time时间指定何时应该使用其他列中的参数。时间的单位可以是秒（s）或分钟（min）。

颗粒给料颗粒给料栏决定是否在边界处启用任何指定的颗粒给料。与流动边界文件中的所有参数一样，颗粒给料的值由SFF文件中的时间条目之间的线性插值确定。Barracuda中使用的约定是，当插值值大于0.5时，颗粒给料将被启用。

数密度手册数密度手册控制计算颗粒通过边界的速度。这将覆盖在颗粒给料中讨论的颗粒给料中使用的指定值。

颗粒滑移颗粒滑移是颗粒速度与流体速度之比。更多信息请参见滑移比一节。

颗粒体积分数参见体积分数了解更多信息。

颗粒质量通量率参见质量通量了解更多信息。

颗粒质量流量参见质量流量了解更多信息。

图8.24SFF编辑器显示模拟前两秒颗粒给料斜坡的示意流动边界文件

瞬态颗粒出口输入数据    

选中“使用瞬态文件”复选框，控制添加到瞬态文件中的列，见图8.20。如果与带有大小过滤的流出和退出控制一起选中，则控制颗粒退出的列将被添加到文件中。

Time时间指定何时应该使用其他列中的参数。时间的单位可以是秒（s）或分钟（min）。

质点质量流率质点质量流率在用来指定质点出口流率时总是一个负数。它的单位是kg/s。

如果在“颗粒退出编辑器”中选中“自动控制流体流速”，则颗粒体积分数栏可用。为了允许曝气，建议该值小于颗粒密包体积分数。

图8.25SFF编辑器显示了模拟前两秒质量流率高达10 kg/s的颗粒流出斜坡的示意流量BC文件

瞬态示踪剂输入数据

选择Use transient file控制添加到transient文件中的列，如图8.22所示。

时间该时间指定其他列中的参数应在何时使用。时间的单位可以是秒（s）或分钟（min）。    

Tracer Resolution参见Resolution了解更多信息。

图8.26SFF编辑器显示模拟前两秒内示踪分辨率为125的样本流动边界文件

8.3。注射bc

注入bc是barracuda中的通用边界条件，允许注入流体，颗粒，气泡或示踪剂。通过注入BC的流量可以分布到多个注入点，具有x， y和z方向位置，方向，速度和质量流量的规格。注入点可以在区域内的任何地方，这使得注入bc成为添加喷嘴、分配器护罩或其他不容易被网格捕获的入口的重要工具。

注入位置可以导入和导出为逗号分隔值（CSV）文件，该文件允许在电子表格程序中创建和编辑注入位置。此功能对于编辑注入集中的大量位置和方向数据非常有用。典型的方法是首先直接向GUI添加一个或多个位置，然后将这些位置导出到CSV文件中，以便在电子表格程序中添加更多数据。这可以确保在电子表格程序中使用正确的列格式，以便稍后将数据导入barracuda。

注入bc在注入bc窗口中进行管理，如图8.27所示，该窗口显示了所有现有注入bc的列表，并允许用户在模型中遵循添加、编辑、复 制、删除GUI模式。在窗口中，注入bc显示为单独的行。列表中的每个注入BC都有一个与之关联的唯一ID号，该ID号与注入BC类型和其他注入BC参数一起显示。    

图8.27示意进样BC的注入bc窗口

8.3.1。指定注入BC

注射条件的所有参数都在注射BC编辑器中定义，如图8.28所示。当添加新的注入集或编辑现有的注入集时，此对话框将被激活。一旦输入了值，单击OK将把注入BC分配给模型并关闭对话框，而单击Cancel将关闭对话框并丢失任何值。    

图8.28显示位置选项卡的注入BC编辑器对话框

名字

必须为项目中创建的每个注入集指定唯一的名称。

注射型

可以在同一个注入BC编辑器中选择一个或两个选项。    

流体选择“流体”复选框将“流体”选项卡添加到“注入BC编辑器”。

颗粒/示踪剂选择颗粒/示踪剂复选框将在注入BC编辑器中添加颗粒/示踪剂选项卡。

不可压缩流动

在模拟中，流体类型被设置为不可压缩，颗粒/示踪剂选项将是颗粒/气泡/示踪剂，当选择时它将弹出相应的选项卡。

评论

遵循注释字段GUI模式。

位置

颗粒和/或流体的质量流率可以分布到多个注射位置，在位置选项卡中指定，如图8.28所示。表格的每一行都包含一个注射位置和该位置的必要参数。

Name必须给每个注入位置一个唯一的标识符。如果用户没有提供任何名称，GUI将自动命名注入位置。

开启/关闭注入位置可以单独启用或禁用。请注意，即使禁用了注入，指定的注入也会影响流体和颗粒的权重。

X， Y， Z每个注射位置的X，Y，Z坐标以米（m）为单位指定。位于对话框底部的参考网格（Reference Grid）按钮可用于识别注射位置的适当（x, y, z）坐标。注入位置可以放置在模拟域内的任何计算单元中，而不管该单元是否有壁或完全是内部单元。

此外，在完全相同的（x、y、z）坐标上放置多个注入位置也是可以接受的。重叠注射位置的效果将是叠加的。注入BC位置必须位于计算网格生成时形成的域壁边界内。    

同样重要的是要注意，流体注入总是从注入BC所在的单元的中心开始，而颗粒将从GUI中指定的确切X、Y、Z坐标注入。

nx, ny, nz nx，ny和nz的值构成了每个注入位置的x， y和z分量方向矢量。由nx， ny和nz定义的方向矢量指定了颗粒和注入流体的标称流动方向。

在定义注入BCs时经常出现的一种情况是，相对于模型的主要x、y和z轴的流向角是已知的，需要转换为矢量分量nx、ny和nz。在这种情况下，用球坐标来考虑已知的角度是有用的，例如，ϕ是极角（相对于垂直轴，通常是z轴），θ是方位角（相对于其中一个水平轴，通常是x轴）。给定这个参照系，nx、ny和nz的值可以计算为：

注意，由nx、ny和nz分量组成的向量不需要是单位向量。这个向量会被Barracuda归一化。

颗粒质量重量总颗粒质量到注射位置的分布由颗粒质量重量列 确定，该列仅在指定颗粒注射时才可见。注射位置的颗粒质量流率为：

其中:    

颗粒重量总和显示在位置表的底部。

颗粒温度倍增器每个颗粒注入位置可以有一个唯一的温度。这可以用来模拟整个几何体的温度变化。颗粒注入位置温度为：

其中:

Tp,l为注入位置l的颗粒温度

Mp,l是为注入位置l指定的颗粒温度倍增器

Tp,inj是为注射BC指定的颗粒注射温度

“颗粒温度倍增器”列只有在指定颗粒注入时才可用。

流体质量重量总流体质量到注入位置的分布由“流体质量重量”列 确定，该列只有在指定了流体注入时才可见。注射位置的流体质量流量为：

其中:

流体重量总和显示在位置表的底部。

流体温度倍增器每个流体注入位置可以有一个唯一的温度。这可用于模拟整个几何形状的温度变化。流体注入位置温度为：    

其中:

Tf,l为注入位置1的流体温度

Mf,l是为注入位置ll指定的流体温度倍增器

Tf,inj是为注入BC指定的流体注入温度

只有在指定流体注入时，“流体温度倍增器”列才可用。

添加行可以通过单击“添加行”按钮添加其他行。

删除行可以通过单击“删除行”按钮删除现有的行。

参考网格参考网格用于确定模型域中x、y、z的位置。

扩展位置表可以通过单击扩展位置表按钮展开位置表，以便于查看和编辑。样例表的展开形式如图8.29所示。

图8.29注射位置表

导入存储在*.csv文件中的位置数据可以通过单击Import按钮导入到位置表中。用户将首先被提示从文件对话框中选择文件，这将打开导入预览对话框，如图8.30所示。在导入预览对话框中，用户应该选择与电子表格程序使用的分隔符匹配的分隔符。选择正确后，导入预览窗口应该总共显示12列。如果文件包含标题信息，则应通过选择“忽略第一行”复选框来忽略这一点。    

图8.30CSV导入预览对话框显示示例CSV文件的文件格式，其中包含正确识别的逗号分隔符

通过单击GUI中的Export按钮，可以将位置选项卡或展开表中的导出数据导出为*.csv文件。这将首先打开一个文件对话框，用于选择文件的文件名和位置。8.31选择文件名后，用户将看到导出预览对话框，如图所示，该对话框将允许用户从逗号、分号或空格中选择分隔符。通常选择逗号作为分隔符。

图8.31CSV导出预览对话框显示了应用于八个注入位置的示例文件的逗号分隔符的文件格式

通量平面    

注入BC编辑器中的通量平面选项卡示例如图8.32所示。此选项卡遵循通量平面选项GUI模式。

图8.32带通量平面选项卡的注入BC编辑器

流体    

流体注入在注入点所在的欧拉单元的质量、动量和能量方程中作为源项计算。流体注入所需的输入是：

§确定注射单元的x、y、z位置

§注射质量流量，

§流体速度，uinj

§各组分质量分数为xi的流体组成物i

§一个注入方向矢量，ninj

§流体注入温度，Tinj

每个化学物质i的质量守恒连续性方程被每个注入位置的附加源项Sinj修正：

其中:

θf为流体体积分数

ρf为流体密度

uf为流体速度矢量

Vcell是单元的体积

在动量方程中，注入增加了一个额外的力项Finj：

能量方程也进行了修改，以包括对每一种被注入的化学物质的温度依赖焓计算：    

其中:

Hf为单元内总焓

hf,i(Tinj)是注入温度下物质i的焓

注射BC编辑器中的流体选项卡示例如图8.33所示。选中“流体”复选框即可启用此选项卡。    

图8.33带有Fluid选项卡的注射BC编辑器

使用BC连接器数据流体成分、速度或面积、质量流量和温度将由BC连接器确定。关于设置BC连接器，请参见BC连接。

使用瞬态文件SFF文件可用于指定随时间变化的流体注入BC参数，这是基于在模拟运行时使用Interact的能力而推荐使用的。该文件将覆盖已在对话框中输入的指定值。关于在注入BC中使用SFF文件的其他信息，请参见创建瞬态注入文件。    

使用指定的值

指定流体注入BC时，用户必须选择速度、面积或直径的基础。质量流量和温度始终是必需的。

速度

流体注入速度应以米/秒（m/s）为单位输入。速度应用于注入BC内的每个单独的注入位置。请注意，如果选择使用瞬态文件，则为速度输入的值将被覆盖。

区域

面积应以平方米（m2）为单位输入。指定的区域是注射BC中每个单独注射位置的区域。假设一个注射BC中的所有注射位置具有相同的面积。请注意，如果选择使用瞬态文件，则为area输入的值将被覆盖。

直径

直径应以米（m）为单位输入。指定的直径是注射BC中单个注射位置的直径。假设一个注射BC中的所有注射位置具有相同的直径。请注意，如果选择使用瞬态文件，则为直径输入的值将被覆盖。

质量流量

流体注射质量流量应以千克/秒（kg/s）为单位输入。这是注射BC中所有注射部位的总质量流率。此总质量流量根据其指定的流体质量重量值在注入位置之间进行分配。请注意，如果选择“使用瞬态文件”，则为质量流量输入的值将被覆盖。    

温度

液体注射温度应以开尔文（K）为单位输入。注意，如果选择了“使用瞬态”文件，则为温度输入的值将被覆盖。

流体组成通过单击“定义流体”按钮来指定流体注入边界处的流体组成，该按钮将弹出“应用流体”对话框，请参阅“应用材料”。

动态流体分布启用此功能后，流体可以根据每个单独位置的入口压力在所有注入位置上动态分布。请注意，动态流体分布考虑在每个注入位置指定的流体质量重量系数。在单个注射位置上的压降是流体密度、速度和孔板排出系数的函数，对于单个注射位置i，由：

其中:

ρ为流体密度

ui是流出孔的流体速度

Cd为孔板流量系数

Pi为出口压力

Pinside为网格孔入口侧的压力

孔板流量系数通常为0.8，但可以根据厚度和孔间距计算。关于估算Cd的更多信息见[Yan03]，第159- 160页。

颗粒/示踪剂

颗粒注入BC在模型内指定的x， y，z位置创建拉格朗日颗粒源。

不可压缩流动    

在流体类型被设置为不可压缩的模拟中，气泡的处理方式与颗粒相同。

颗粒注入所需的输入是：

§一个x， y，z的位置，颗粒被注入

§一个颗粒注入质量流量

§颗粒速度

§确定颗粒组成和粒度分布的一种颗粒

§平均注入方向矢量

§膨胀角θE1，θE2和αE1，它们允许颗粒注入方向在指定方向矢量上的变化

§颗粒注入温度

§拉格朗日相分辨率（数密度）的一种规范，用以确定计算颗粒的大小。计算颗粒中实颗粒的个数为：。

通过注射bc注入示踪剂而不是颗粒是可能的。示踪剂注射所需的输入参数为：

§x、y、z位置

§种类ID

§示踪剂决议

在17.0.0之前的barracuda版本中，液体注入BC用于将液滴引入气固模型。在barracuda17.0.0及以后版本中，这个功能仍然可用，但是被移到了GUI中更通用的Injection BC部分。如果您希望注入液滴，那么工作流程中的一个主要变化是，您现在需要在GUI的Particle Species部分中定义此类液滴。然后，在“注入BC”对话框中，创建颗粒注入BC并选择液滴种类。液滴的定义方式与任何其他颗粒种类相同。在指定颗粒种类的材料组成时，不选择固体材料，而是选择液体材料。注意，将16系列或更早的项目与17系列或更晚的液体注入BC一起使用，需要用户在这个新框架内重新定义液体注入BC。如果您需要此步骤的帮助，请联系支持。    

barracuda中的液滴模型允许将液滴注入气固模型。一旦进入模型域，液滴可以覆盖附近的固体颗粒，在外部形成一层液体膜。颗粒到颗粒的液膜传递也进行了建模。从barracuda22.0版开始，液膜可以参与化学反应。关于该模型更详细的信息请参见[ZORourkeS09]。

注射BC编辑器中的颗粒/示踪剂选项卡示例如图8.34所示。此选项卡通过选择颗粒/示踪剂复选框来启用。

不可压缩流动

在流体类型被设置为不可压缩的模拟中，颗粒/示踪剂选项将是颗粒/气泡/示踪剂，当选择时它将启用相应的选项卡。    

图8.34带有颗粒/示踪剂选项卡的注射BC编辑器

使用BC连接器数据类型，种类，温度，质量流量和数量密度手册将由BC连接器确定。速度、膨胀角和方向角仍然需要在注射BC编辑器中指定。关于设置BC连接器，请参见BC连接。    

使用瞬态文件SFF文件（基于在模拟运行时使用Interact的能力）可用于指定与时间相关的颗粒或示踪剂注入BC参数。该文件将覆盖已在对话框中输入的速度、质量流量、温度或数字密度的指定值。关于在注入BC中使用SFF文件的其他信息，请参见创建瞬态注入文件。

使用指定的值

速度

颗粒注入速度应以米/秒（m/s）为单位输入。注意，如果选择使用瞬态文件，则为速度输入的值将被覆盖。跟 踪器注入不需要指定速度。

质量流量

颗粒注射质量流量应以千克/秒（kg/s）为单位输入。注意，如果选择使用瞬态文件，则为质量流量输入的值将被覆盖。示踪剂注入不需要指定质量流量。

任何颗粒给料都要求区域内的局部给料单元具有可用于附加颗粒的空间。如果没有足够的空间，颗粒给料可能会暂时减少或停止。因此，重要的是要确保流体的流动与颗粒给料的边界是足够的，以运输颗粒通过给料单元，避免一个紧密的堆积状态。给料边界为请求的给料维持一个增加质量的预算。如果颗粒给料中有过量，则给料被暂停。如果给料质量存在缺陷，边界条件将尝试在以后的时间步长中弥补颗粒质量。如果使用改进的（类型1）给料方法，如果给料赤字变得过大，求解器将发出警告；详见颗粒给料。

温度    

颗粒注入温度应以开尔文（K）为单位输入。注意，如果选择使用瞬态文件，则为温度输入的值将被覆盖。示踪剂注入不需要指定温度。

数密度

以注射BC喂入的计算颗粒的体积等于单元的体积除以数值密度的规定值。通过某种排列，可以很容易地推导出数字密度为：

其中:

是每单元体积内颗粒的体积流率

一个常用的经验法则是将实际颗粒总数分成50个计算颗粒，这相当于将数量密度设置为，在体积分数为0.4时等于125。注意，如果选择“使用瞬态文件”，为数字密度输入的值将被覆盖。示踪颗粒需要一个数字密度来确定将在每个位置注入的示踪剂的数量。

注射型

类型

下拉菜单允许选择Particle或Tracer。每个注射BC只允许一个选项。

不可压缩流动

在流体类型被设置为不可压缩的模拟中，选择将是Particle/Bubble或Tracer。所有选项都适用于气泡和颗粒。

种类    

注入的颗粒的颗粒组成和大小分布由在“种类”列表中选择的颗粒种类确定。这个列表中填充了模型中已经定义的所有种类。每次注射BC只能选择一种颗粒。示踪剂可以在Tecplot中以与常规计算颗粒相同的方式查看。示踪剂被赋予2000或更高的种数以区分示踪剂与计算颗粒。用户可以选择在species字段中指定要在Tecplot中显示的种类号。关于定义颗粒种类的详细信息，请参见Particle Species。

单个计算颗粒在膨胀角为θE1和θE2，取向角为αE1的椭圆注入锥内的方向随机注入。喷嘴出口到锥前表面的距离为一个单元长，锥长为半个单元长。

需要两个膨胀角，θE1和θE2来定义射流锋面的形状。θE1是从喷射方向到x' -z'平面与锥体相交线的角度。同样地，θE2是注入方向到y' -z’平面与锥体相交线的角度。

图8.35喷射BC颗粒给料膨胀角

取向角αE1是射流锋面相对于x′轴在局部坐标上的旋转角（关于z′轴）。    

图8.36注射BC颗粒给料取向角

典型的用法是指定一个圆锥体，其中θE1和θE2相等（θE），在0到30度之间，αE1的默认值为0。对于膨胀角为θE=0°θE=15°、θE=30°的对称锥体，膨胀角的作用如图8.37所示。

图8.37膨胀角参数对颗粒注入的影响。膨胀角0、15、30如图(a)、(b)、(c)所示，喷射的位置和方向用红色箭头表示。在这个例子中没有定义其他流，因此可以清楚地看到颗粒的扩散。

对于椭圆喷雾的应用（例如扇形喷雾模式），了解膨胀角如何与Barracuda中的全局坐标系相关是很有用的。当首次构建喷射锥时，锥首先在ninit=(0,0,1)方向上构建，其中θE1角在（cosαE1,sinαE1,0）方向上对齐（cosαE1,sinαE1,0）， θE2角在（sinαE1,cosαE1,0）方向上对齐（sinαE1,cosαE1,0）。然后将锥体从ninit旋转到指定的方向向量ninj，并平移到注入位置。    

8.3.2。创建瞬态注入文件

当为注入BC输入瞬态注入数据时，它是通过使用Barracuda中的SFF文件完成的。通过单击“注入BC编辑器”的“流体”或“颗粒/示踪”选项卡中的浏览按钮，可以添加现有的SFF文件，如图8.33和图8.34所示。单击编辑将在SFF编辑器中打开一个添加的文件，如果文件名框为空，则创建一个新的SFF文件。SFF文件中的列取决于瞬态注入文件是用于注入流体、颗粒、气泡还是示踪剂。有关创建和编辑SFF文件的更多信息，请参见使用SFF文件的表格输入。

不可压缩流动

在流体类型被设置为不可压缩的模拟中，下面提到的颗粒注入文件将是颗粒/气泡注入文件。

瞬态输入数据

时间该时间指定其他列中的参数应在何时使用。时间的单位可以是秒（s）或分钟（min），用于颗粒、示踪剂和流体注入文件。

开/关开/关列启用或禁用注射。0是属性为Off的值，1是属性为On的值。On/Off列的值是线性内插的，如果该值大于0.5，则会启用注入。On/Off列用于颗粒、示踪剂和流体注入文件。

温度注入的颗粒或流体的温度可以以开尔文（K）、华氏（F）或摄氏度（C）为单位设置，用于颗粒和流体注入文件。    

注入颗粒或流体的速度可以设置为米/秒（m/s）、英尺/秒（ft/s）或厘米/秒（cm/s）的单位，用于颗粒和流体注入文件。对于流体注入文件，可以通过双击标题将列更改为“区域”。

面积注射位置的面积可以设置为平方米（m2）、平方厘米（cm2）、平方毫米（mm2）、平方英寸（in2）和平方英尺（ft2）的单位，在流体注射文件中使用。该列可以通过双击页眉更改为Velocity。

质量流量质量流量可以以千克/秒（kg/s）为单位指定，在颗粒和流体注入文件中使用。

数密度手册数密度手册控制计算颗粒注入的速率，并用于颗粒和示踪剂注入文件。

图8.38SFF编辑器显示了在模拟的前十秒内质量流率高达5 kg/s的斜坡的示意颗粒注入文件。

8.4。热壁bc

热壁对流体域边界的固体壁施加特定的温度。根据壁面和壁面旁边流体之间的温差，能量要么通过热壁进入模型，要么从模型流出。传热速率由对流中讨论的流体-壁面传热方程决定。如果启用了传导和辐射模型，传热也可以通过传导和辐射发生。    

热壁在热壁bc窗口中进行管理，如图8.39所示，该窗口显示了所有现有热壁bc的列表，并允许用户遵循模型内的添加，编辑，复 制，删除GUI模式。在该窗口内，热壁条件以单独的线条显示。列表中的每个热壁BC都有一个唯一的ID号，与热壁位置和其他热壁参数一起显示。

图8.39热壁bc窗口显示添加到模型中的示意热壁

热壁输出选项

barracuda允许用户将热壁传热数据的输出基础设置为热流率（默认单位为J/s）或热流密度（默认单位为W/m2）。热壁输出数据将写入trans。data**如果选中“输出瞬态数据自动”复选框。如果在可视化数据中选择了传热变量，欧拉壁面传热数据将被写入可视化数据文件。对于瞬态和可视化数据输出，通过热壁的流速或热通量的单位都可以在求解器输出单位中设置。如果选择了热流率，则使用heatTransferRate的单位。如果选择了Heat flux，则使用heatTransferFlux的单位。

8.4.1。指定热壁面

热壁BC参数定义在热壁BC中，如图8.40所示。当添加新的热壁BC或编辑现有的热壁BC时，此对话框将被激活。一旦输入值，点击OK将把热壁BC分配给模型并关闭对话框，而点击Cancel将关闭对话框，任何值都将丢失。    

图8.40壁温对话框显示示意热壁BC    

启用热壁面

热壁面可以通过选择enabled （On at start of calculation）复选框来启用。默认为启用热壁面。如果不选择，热壁面将在模拟过程中处于非活动状态。

可变或恒定壁温

温度文件SFF文件可用于指定与时间相关的热壁温度，该文件总是基于在模拟运行时使用Interact的能力而推荐使用。该文件将覆盖在对话框中输入的任何指定值。关于在热壁BC中使用SFF文件的其他信息，请参见定义瞬态热壁。

指定此选项是用于计算热壁与模型中的流体和颗粒之间的传热的热壁温度。如果在模型中使用瞬态温度文件，则指定的任何温度都将被覆盖。温度以开尔文（K）为单位输入。

属性

表面积在热壁BC处用于传热计算的表面积可以自动计算或指定。如果面积是自动计算的，barracuda将使用网格表面的表面积，由于切割，合并和移除单元，该表面积可能与原始表面积略有不同。如果知道实际的网格面积，则可以通过点击指定单选按钮手动输入，并以平方米（m2）为单位手动输入表面积。

发射率在启用辐射模型时使用热壁的发射率，如辐射模型中所讨论的。发射率的默认值为1.0。

地区    

热壁bc被放置在由输入的x，y，z坐标范围指定的单元格上。热壁BC将应用于所有具有法线方向的外部单元面，这些方向与指定的方向对齐，并与x， y， z坐标范围接触。这遵循SelectRegionGUI模式。

传热方向

一旦确定了包含热壁面的单元，就可以使用传热方向来确定哪些壁应该改为热壁BC面。方向有多种选择：

x, y， z方向通常，将热壁面BC应用于表面的最快方法是选择x，y或z方向。这将应用热壁面BC到任何面，有一个法向量是在选定的x，y，或z方向。

当使用法向曲面时，热BC将应用于x， y，z坐标指定范围内的所有表面。如果选择Normal Limit，则单元格范围内的所有可用面都用于热壁BC。或者，可以选择z0、Y0或z0，以消除各自方向上的任何面。

评论

遵循注释字段GUI模式。

8.4.2。定义瞬态热壁

当输入热壁BC的瞬态流动数据时，它是通过使用barracuda中的SFF文件完成的。通过点击热壁BC编辑器中的浏览按钮，可以将现有的SFF添加到模型中，如图8.40所示。单击编辑将在SFF编辑器中打开一个添加的文件，如果文件名框为空，则创建一个新的SFF文件。8.41所示，分别SFF文件中的列，如图是时间和温度。使用SFF文件的表格输入有关创建和编辑SFF文件的更多信息，请参见。

瞬态输入数据    

时间该时间指定其他列中的参数应在何时使用。时间的单位可以是秒（s）或分钟（min）。

温度热壁温度，单位为开尔文（K）、华氏（F）或摄氏度（C）。

图8.41SFF编辑器显示了模拟前30秒温度从500 K上升到800 K的示意热壁BC文件