流体的压力

压力是流体力学中很重要的物理量，国际标准单位为 Pa（帕斯卡），其他常用单位包括 MPa（兆帕）、atm（标准大气压）、Torr（托） 等。

在流体内部，压力是标量，无方向性。固体所受的流体压力载荷方向是沿着固体表面法向指向固体内部。

在流体力学中，常用的压力相关概念包括如下：

• 绝对压力（absolute pressure）
• 静压力（static pressure）
• 动压力（dynamic presure）
• 大气压力（atmospheric pressure）
• 参考压力（reference pressure）
• 压力系数（pressure coefficient）
• 真空度（vacuum degree）
• 表压力（gauge pressure）

绝对压力为流体的真实压力值，例如在标准状态（纬度 45° 的海平面，温度 0℃ ）大气压力为 101325 Pa 即 1 atm。绝对压力等于 0 为绝对真空，不存在负的绝对压力。

静压力为绝对压力和参考压力之间的差值。

静压力、绝对压力、参考压力之间关系如下图所示：

参考压力可以为任意的绝对压力值，通常参考压力取 1 atm。在 Fluent 中，参考压力也称为操作压力（operating pressure）。

静压力可以为正数或负数。正数表示绝对压力大于参考压力，负数表示绝对压力小于参考压力。

在工程中，通常采用压力表测量静压力，由此静压力也称为表压力。

若是真空设备，其静压力通常为负数，采用真空度从而简化压力描述。真空度数值为静压力的绝对值。

动压力在物理上并不存在，是人为构造的，表征了单位体积流体的动能。动压力的计算公式为：

根据动压力计算公式可知，不存在负的动压力。

总压力为静压力和动压力的总和，根据实际情况可能为正数或负数。

压力系数为静压力和动压力之间的比例值，为无量纲数。压力系数计算公式为：

其中下标 0 表示远场的流动状态，公式分子的压力为静压。

在 Fluent 中的问题：

1 密度设置中，采用理想气体模型，其压力为绝对压力

2 参考压力通过操作条件界面的操作压力（operating pressure）设置

3 流固耦合中的压力载荷映射，传递的是静压力