2.2 FLOTRAN特性

本节介绍坐标系、旋转参考系、涡流和分布式阻力的原理及设置方法。

2.2.1 坐标系

可以利用以下方法设置坐标系：

表2-3中介绍了如何选择不同的坐标系，并且也介绍了在此坐标系中速度的自由度。在笛卡儿坐标系中，KEYOPT的默认值为零。

对于轴对称问题，旋转速度VZ正方向符合右手定则。如图2-1所示，对于Y轴对称的模型，旋转速度VZ的正方向应该垂直进入平面；对于关于X轴对称的模型，旋转速度VZ的正方向应该从平面垂直出来。当设置旋转坐标系的边界条件时，需要用到旋转速度的正负方向。

2.2.2 旋转参考系

在旋转坐标系中分析问题时，可以在一个角速度不变的坐标系中计算或指定不同的速度，这种方法对泵的叶片旋转分析很有帮助。如图2-2所示的是动坐标系下的旋转轴问题的原理图。如图2-3所示的是旋转坐标系下的旋转问题的原理图。

可以利用以下方法设置转速：

除了三维笛卡儿坐标系之外的所有坐标系必须指定旋转轴为Z轴。对于平面轴对称坐标系，ANSYS程序会自动指定Z轴为旋转轴。

可以利用以下方法设置旋转轴的偏移量：

2.2.3 涡流

涡流只适用于轴对称问题，并且垂直于X-Y平面。可以利用以下方法激活涡流：

涡流入口的动壁（A Moving Wall），如旋转轴或其他部分可能引起涡流方向的变化。由于涡流是轴对称问题，因此，在“theta”方向没有变化。可以通过求解涡流方向的动量方程来计算涡流问题。

2.2.4 分布式阻力

分布式阻力是典型的宏观集合特性，它与相关区域没有直接联系。当定义分布式阻力为常数时，分布式阻力可以应用于单元上。由于分布式阻力参数可以描述一定区域内已知的流动形态，因此，可以不使用湍流模型。在分布式阻力区域，通过设置ENKE=0和ENDS=1可以关闭湍流模型。

可以利用以下方法关闭湍流模型：

上面所涉及到的分布式阻力可以描述系统的损失。可以用类似的方法模拟动量源。这些动量源可以代替系统中的风机或水泵。风机或水泵模型不能描述一定区域的流动细节，但是对系统的其他区域有一定的影响。

ANSYS程序支持两种类型的风机模型。TypeFour风机模型只能沿特定的坐标方向模拟，而TypeFive模型可以在任意方向上模拟。

动量源p与任意方向s的关系如下：

式中 V——任意方向的速度；

C ₁ 、C ₂ 和C ₃ ——常数。

一般情况下，通过风机曲线上的三对压力-速度值就可以确定风机或水泵系数。如果流动方向是负的，要注意系数符号的改变。

如果 是任意方向s与X轴的夹角，则方向常数为

同样的，如果 和 分别是任意方向s与Y轴和Z轴的夹角，则方向常数为 LxnI5lSj24GOTioFvj65RqYk3Mpbl8AveTBYNA8pzcPUPwvhJt+LLAIviDg6FUjH