Fluent的压力出口边界中包含有一个Target Mass Flow Rate，有人就想着是不是可以在指定出口静压的同时还指定流量，本文来尝试一下。

以一个简单的模型进行测试。

如下图所示的二维轴对称管道模型，半径3 mm，长度60 mm。入口指定总压1000 Pa，出口指定静压0 Pa，不考虑流体介质的粘度，计算中采用无粘模型（主要是懒得计算沿程损失，其实考虑粘度对后面的结论并无影响）。流体介质采用水，指定其密度为1000 kg/m3。

采用网格尺寸0.25 mm，生成全四边形计算网格。

1 计算流量

• 采用压力入口，且指定总压为1000 Pa

• 指定出口边界的静压为0 Pa

指定残差收敛标准为1e-12。

• 统计进出口的质量流量、静压、总压与速度，如下图所示

不出意料，这里的速度、流量与利用伯努利方程计算得到的结果一致。

利用伯努利方程，不考虑流体的粘度，因此出口位置的总压等于入口处的总压1000 Pa，静压为0，可以计算得到出口处的速度：

式中   为出口位置的总压。

2 指定出口流量

压力出口边界可以指定Target Mass Flow Rate，如下图所示，指定出口流量为0.1 kg/s，看看会出现什么情况。

收敛残差变得振荡，收敛变得困难。

• 统计结果如下图所示。

输入的目标流量得到了保证，总压也在预期内。然而出口静压变了，并不等于输入的0 Pa。可以看出如果在压力出口对话框中指定了目标流量，则求解器会优先保证流量，静压值根据总压和流量计算得到。

需要注意的是，采用此方式指定出口流量时，需要同时指定绝对压力上下限，若输入的流量太离谱，则有可能计算得到的流量无法匹配输入的流量。

3 采用流量出口

Fluent中提供了流量出口，直接指定出口流量为0.1 kg/s，看看情况怎样。

收敛性要好很多。

统计得到的结果如下图所示。

可以看到，直接采用流量出口边界并指定出口流量，其结果与压力出口中指定目标流量时完全一致。

4 总结

通过上面的尝试，可以得到下面的结论：

• 无法直接指定出口边界的压力与流量
• 在压力出口中指定目标流量，求解器会优先保证出口位置的流量值，然后根据总压值与出口边界的速度值计算出口边界上的静压值
• 压力出口边界中指定目标流量，等同于使用流量出口边界

（完）