六.压力山大---Fluent出现的压力大全解

    在FLUENT中存在多个压力，如操作压力、表压力、绝对压力、总压力等，为什么定义如此多的压力呢？主要是为了能够精确描述某些物理现象，因此不同的物理场适用于不同的压力。今天我们来详细的讲解一下这些压力的意义及其应用场合。

    首先我们来说一说操作压力，对于所有流动，ANSYS Fluent内部使用表压即相对压力。当需要绝对压力时，它是通过将工作压力加到相对压力上而产生的[-fluent help文档]。因此从fluent后处理得到的压强值都很小，这里的压强即为表压。在这个相对压强的基础上，存在一个压强即为操作压强。在Define——Operating Conditions…中，所示的Operating Pressure是操作压强，默认的操作压强为一个大气压101325Pa。操作压强有点类似于工况的环境压力。

图1.计算算例静压显示值（一般为较小的值）

    前面已经提到表压力即为相对压力，那么顺理成章地绝对压力应该为操作压力与表压的之和，我们指定的所有压力以及ANSYS Fluent计算或报告的所有压力均为表压力。

图2.操作压力、表压力、绝对压力的关系           

   对于操作压力的设定，有一定的规范，其标准是马赫数和密度的，在理想气体不可压缩流流动中（例如，对于自然对流问题），则应使用代表流动平均压力。具体可参考下面的表格：

图3.操作压力的设定标准

    一般来说，如果密度为常数，那么操作压力保持默认即可；如果是高马赫数可压缩流动，可将操作压力设置为0，即表压等于绝对压力；对于低马赫数可压缩流动，需要设置操作压力为平均压力，这样做是为了避免截断误差的产生。

图4.参考压力位置的设置

    在操作压力界面，还要参考压力位置这个参数，它实际上是让我们输入一个网格的坐标，用来调整不涉及任何压力边界的不可压缩流动的表压。当我们的模型边界涉及到压力边界，那么就不必设置这个参数，一般参考压力位置为静压为0的点。

    在边界条件的设置中，仍然会出现压力的设置，如压力进口边界条件。对于Gauge Total Pressure（表总压）很好理解，由于设置的压力进口，因此需要指定进口的压力即为Gauge Total Pressure。对于Supersonia/Initial Gauge Pressure，当边界进口流动为超音速时，需要指定其静压力，对于可压缩气体可按等熵流动计算静压Po/Ps=(1+(k-1)/2*Ma^2)^(k/(k-1))，其中k为绝热指数。Supersonia/Initial Gauge Pressure还要另一个作用，可用于初始化参数的计算，这里不再展开讲解。

图5.压力进口边界出现的压力设置

    在Fluent后处理云图面板上，也出现了几个压力。第一个参数static pressure是静压，对于不同的流动有其计算公式。Dynamic pressure为动压力，与静压相同有计算公式。绝对压力之前提到过，等于表压与操作压力之和。Total pressure总压为静压与动压之和，relative total pressure相对总压与总压相同。

图6.后处理云图压力

图7.动压计算公式

    说了那么多的压力，需要我们注意的主要有操作压力，压力边界的两个压力-表压力和超音速表压力，其他的普通的工况不经常遇到。当然还是根据自己的工况来选择。