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1.2.1 連續方程

質量守恒是指在一個流體系統(或控制體)中流體的質量在運動過程中保持不變。例如,在常規的內流場CFD仿真中,入口流入的流體質量應等于出口流出的流體質量。

根據質量守恒,設在流體空間中取一個控制體(微平行六面體),考慮流體運動時,流體將流入和流出該控制體,并使控制體中的流體質量不產生變化,由此可以建立連續方程

式中,ρ是流體密度;uvw是流體速度沿xyz方向的速度分量。

連續方程的物理意義是,不可壓縮流體在單位時間內,流入和流出單位體積空間的流體體積之差等于零。所以在商業CFD軟件中,通常無法或無必要在入口和出口同時施加質量流量的邊界條件,因為流體流入質量和流出質量本應相等。

注意:流體系統中入口質量流量與出口質量流量必然相等,但是體積流量不一定相等。例如,系統中如果出現了流體壓縮的情況,則入口體積流量可能不等于出口體積流量,但入口質量流量等于出口質量流量。在設置某些CFD模型的邊界條件時應引起注意。

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