求助，简单音速喷嘴临界流出口边界的设置

zip3

音速喷嘴喉径 1.502 mm，气体。如果入口滞止压力(p1)和出口压力(p2)之比大于一定的比值，喷嘴就会达到临界流流动状态。此时喷嘴喉部速度达到音速，流量就不再受下游压力变化的影响。

根据实验p1=1atm，p2=0.5atm，p1/p2=2，达到壅塞的临界流，流量达到稳定最大值，出口质量流量0.00164kg/s,与模拟结果一致。在扩散段捕捉到激波。

模拟时，在喷嘴的左右两个竖直入出口直接设置边界条件，而实际情况是喷嘴的出口是直径40mm(远大于喷嘴的水力直径)的管道，下游用真空泵保持负压。所以，在下游设置了矩形大空间
，
右上壁面和右出口仍然维持0.5 atm。其他条件没有改变，结果计算很快就发散了，残差曲线直线上升，局部温度会上升到5000K，奇怪的是使用k-e模型可以计算，但很难收敛

也没有捕捉到激波，压力也是很普通的从1atm 逐渐减小到0.5 atm

请问为何出现如此差异，由于没有改变其他条件，似乎是边界条件设置造成的，实验中也是在喷嘴后的管壁测量静压，p1/p2=2,是不是压力出口的湍流条件设置的不对，因为根据恒定的质量流量0.0016kg/s，管径40mm，Re=2845， 差不多接近层流了。那么出口边界设置可能是有问题的，但是不知道该向什么方向改进，甚至减小了尾部的矩形，试了其他情况还是不理想还请大家帮助。

以下是能得到激波的fluent设置，直接在喷嘴的进口，出口给定边界条件。

1. scale: mm，喉径 1.502 mm，扩散角 4度
2. 操作压力 0 atm
2. 理想气体，S-A湍流模型(k-e模型收敛效果好一些), 二维轴对称Axisymmetric，稳态, 基于density的implicit求解
3. 边界条件：
(1)左入口 压力入口 Gauge Total pressure 1atm，Supersonic/initial Gauge Pressure  0.85 atm, Turbulent viscosity ratio 1
(2)右出口 压力出口 Gauge pressure 0.5 atm, Backflow  Turbulent viscosity ratio 10
(3)上 so slip wall 边界
(4)下轴对称 axis边界
4. Gradient: least squares cell based
    Flow: second order upwind
    Modified turbulent viscosity: second order upwind
5. 残差监视指标 连续性方程，动量方程1e-4，其余是1e-3

周华

到底想模拟哪种状态，是扩散管中出现激波的情况吗？从第一幅图上看，扩散管中已经出现分离，所以流动分析不能按无粘的拉瓦尔管来分析，而要结合粘性流来分析了。

zip3

谢谢站长亲自回复，扩散段中出现激波是希望看到的情况，出现了分离，的确不能用无粘的模型，所以使用的是fluent的湍流模型，拉瓦尔管只是说一下音速喷嘴临界壅塞流的基本情况。
我主要求助的是，左右两个竖直进出口直接给压力条件，可以得到有意义的结果，但是将出口改成大一点的空间，就很难计算。应该是这个出口的边界条件没有设对。但是，似乎这个大一点的空间和实际实验的边界情况是吻合的(因为喷嘴的出口直接是40mm直径的管道)。希望各位老师能给我提个醒，可能是哪里设错了。