Fronteras FVM (boundaryField)

Condiciones de Contorno

Las condiciones de contorno (boundary conditions) definen el comportamiento físico en los parches exteriores de la malla dentro del directorio 0/.

fixedValueAmbas

Condición de contorno de tipo Dirichlet con valor prescrito constante o uniforme

Impone un valor numérico fijo y conocido para el campo escalar, vectorial o tensorial en las caras del parche de frontera.

Aplicación recomendada: Velocidad de entrada (inlet), temperatura fija en pared o concentraciones fijas.

Ejemplo de sintaxis en archivo 0/:

text

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inlet
{
    type            fixedValue;
    value           uniform (15 0 0); // 15 m/s en el eje X
}

zeroGradientAmbas

Condición de contorno de tipo Neumann con gradiente normal nulo

Establece que la derivada del campo en dirección normal a la cara de la frontera es exactamente cero (∂φ/∂n = 0), extrapolando el valor de la celda vecina interna hacia la cara.

Aplicación recomendada: Salidas de flujo completamente desarrollado (outlets), presión en paredes impermeables o flujo de calor nulo (pared adiabática).

Ejemplo de sintaxis en archivo 0/:

text

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outlet
{
    type            zeroGradient;
}

inletOutletAmbas

Condición de contorno mixta que previene el reflujo (backflow) en salidas

Actúa como zeroGradient cuando el flujo sale del dominio (U · n ≥ 0), pero impone automáticamente un valor fixedValue si se produce reflujo inverso hacia el interior (U · n < 0).

Aplicación recomendada: Salidas de flujo (outlet) donde pueden existir recirculaciones o turbulencias que intentan reingresar fluido al dominio.

Ejemplo de sintaxis en archivo 0/:

text

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outlet
{
    type            inletOutlet;
    inletValue      uniform (0 0 0);
    value           uniform (0 0 0);
}

nutkWallFunctionAmbas

Función de pared estándar para la viscosidad turbulenta nut

Calcula la viscosidad turbulenta cinemática nut en la pared aplicando la ley logarítmica estándar de la pared de von Kármán basada en la energía cinética turbulenta k local.

Aplicación recomendada: Paredes en modelos RANS (kOmegaSST, kEpsilon) con y+ en el rango 30 < y+ < 300.

Ejemplo de sintaxis en archivo 0/:

text

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walls
{
    type            nutkWallFunction;
    value           uniform 0;
}

pressureInletOutletVelocityAmbas

Velocidad de salida controlada por presión con tratamiento de flujo inverso

Aplica gradiente cero para salida y construye una velocidad de entrada coherente con el flujo cuando la dirección se invierte.

Aplicación recomendada: Salidas de dominios con reversión ocasional o fronteras gobernadas por presión.

Ejemplo de sintaxis en archivo 0/:

text

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outlet
{
    type pressureInletOutletVelocity;
    value uniform (0 0 0);
}

totalPressureAmbas

Presión total para entradas y fronteras de flujo compresible o incompresible

Relaciona presión estática y dinámica usando la velocidad local y parámetros termodinámicos según el régimen.

Aplicación recomendada: Entradas de depósitos, toberas y sistemas donde se conoce presión de remanso.

Ejemplo de sintaxis en archivo 0/:

text

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inlet
{
    type totalPressure;
    p0 uniform 101325;
    value uniform 101325;
}

turbulentIntensityKineticEnergyInletOpenCFD

Energía cinética turbulenta calculada desde intensidad y velocidad

Calcula k=1.5(I|U|)^2 en la entrada, manteniendo trazable la hipótesis de intensidad turbulenta.

Aplicación recomendada: Entradas RANS cuando se conoce o estima la intensidad.

Ejemplo de sintaxis en archivo 0/:

text

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inlet
{
    type turbulentIntensityKineticEnergyInlet;
    intensity 0.05;
    value uniform 0.01;
}

omegaWallFunctionAmbas

Tratamiento de omega en paredes para modelos k-omega

Define el comportamiento de la frecuencia específica de disipación junto a pared y se combina con condiciones compatibles de k y nut.

Aplicación recomendada: Paredes RANS con k-omega SST y estrategias low-Re o wall-function.

Ejemplo de sintaxis en archivo 0/:

text

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wall
{
    type omegaWallFunction;
    value uniform 1;
}

Cierre del dominio

Diseña fronteras que representen información física, no solo sintaxis válida

Una condición de contorno expresa qué conoce el modelo en el límite. Sobreprescribir una salida, mezclar presión absoluta y cinemática o imponer perfiles incompatibles puede producir campos suaves pero físicamente erróneos.

Entradas

Define perfiles, turbulencia y temperatura con una procedencia clara.

Caudal o velocidad, sin duplicar restricciones
Intensidad y escala turbulenta justificadas
Perfil uniforme solo cuando sea defendible

Salidas

Permite que la solución abandone el dominio sin reflexiones artificiales.

Presión de referencia coherente
Tratamiento del flujo inverso
Distancia suficiente a la zona de interés

Paredes y simetrías

Alinea el tratamiento de pared con la malla y el modelo.

No-slip, slip o movimiento relativo
Objetivo de y+ compatible
Normales y patches revisados

Auditoría de fronteras

Una secuencia corta para convertir la consulta en una decisión técnica trazable.

01Lista la información conocida
02Cuenta restricciones por ecuación
03Comprueba dimensiones y referencia
04Inspecciona patch types con checkMesh
05Verifica balances tras las primeras iteraciones

Consejo de campo: Un flujo inverso persistente en una salida suele pedir revisar el dominio y la física antes que endurecer artificialmente la condición.