Кіраўніцтва карыстальніка праграмнага забеспячэння Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation
ГЛАВА 2. ПАМЕЖАВЫ СЛОЙ ПЛОСКАЙ ПЛАСТЫНЫ
Мэты
- Стварэнне геаметрыі ў Ansys Workbench для Ansys Fluent
- Наладжванне Ansys Fluent для ламінарнага ўстойлівага двухмернага планарнага патоку
- Наладжванне Mesh
- Выбар межавых умоў
- Запуск разлікаў
- Выкарыстанне графікаў для візуалізацыі выніковага поля плыні
- Параўнайце з тэарэтычным рашэннем з дапамогай Mathematica Code
Апісанне праблемы
У гэтай главе мы будзем выкарыстоўваць Ansys Fluent для вывучэння двухмернага ламінарнага патоку на гарызантальнай плоскай пласціне. Памер пласціны лічыцца бясконцым у размаху, і таму паток з'яўляецца 2D замест 3D. Хуткасць на ўваходзе ў пласціну даўжынёй 1 м складае 5 м/с, і мы будзем выкарыстоўваць паветра ў якасці вадкасці для ламінарнага мадэлявання. Вызначым хуткасць праfileы і пабудаваць праfileс. Мы пачнем са стварэння геаметрыі, неабходнай для мадэлявання.
Запуск Ansys Workbench і выбар Fluent
- Пачніце з запуску Ansys Workbench. Двойчы пстрыкніце Fluid Flow (Fluent), які знаходзіцца ў раздзеле Analysis Systems у Toolbox.
Запуск Ansys DesignModeler
- Выберыце «Геаметрыя» ў раздзеле «Схема праекта» ў Ansys Workbench. Пстрыкніце правай кнопкай мышы Геаметрыя і абярыце Уласцівасці. Выберыце тып 2D-аналізу ў раздзеле «Дадатковыя параметры геаметрыі» ва ўласцівасцях схемы A2: геаметрыя. Пстрыкніце правай кнопкай мышы Геаметрыя ў Схеме праекта і абярыце Запусціць новую геаметрыю DesignModeler. Абярыце Адзінкі>>Міліметр у якасці адзінкі даўжыні з меню ў DesignModeler.
- Далей мы будзем ствараць геаметрыю ў DesignModeler. Абярыце XYPlane з структуры дрэва злева ў DesignModeler. Абярыце "Паглядзець эскіз" Націсніце на ўкладку "Эскіз" у структуры дрэва і абярыце лінію
skSketchool. Ад пачатку адліку направа правядзіце гарызантальную лінію даўжынёй 1,000 мм. Калі вы пачынаеце маляваць лінію, пераканайцеся, што ў пачатку каардынат ёсць літара P. Таксама пераканайцеся, што ўздоўж лініі ёсць літара Н, каб яна была гарызантальнай, і С у канцы лініі. Абярыце "Памеры" ў параметрах "Эскіз". Націсніце на лінію і ўвядзіце даўжыню 1000 мм. Правядзіце вертыкальную лінію ўверх даўжынёй 100 мм, пачынаючы з канцавой кропкі першай гарызантальнай лініі. Пераканайцеся, што ў вас ёсць P, калі пачынаецца лінія, і V, якая азначае вертыкальную лінію. Працягніце гарызантальную лінію даўжынёй 100 мм злева ад пачатку адліку, а затым другую вертыкальную лінію даўжынёй 100 мм. Наступная лінія будзе гарызантальнай даўжынёй 100 мм, пачынаючы ад канца ранейшай вертыкальнай лініі і накіраванай направа. Нарэшце, замкніце прастакутнік гарызантальнай лініяй даўжынёй 1,000 мм, якая пачынаецца на 100 мм над пачаткам адліку і накіравана направа.
- Націсніце на ўкладку "Мадэляванне" ў раздзеле "Наборы інструментаў для эскізаў". Абярыце Concept>>Surfaces з Sketches у меню. Control выберыце шэсць краёў прамавугольніка ў якасці базавых аб'ектаў і абярыце "Ужыць" у дэталях View. Націсніце «Стварыць» на панэлі інструментаў. Прастакутнік становіцца шэрым. Пстрыкнуўшы правай кнопкай мышы ў графічным акне, выберыце «Павялічыць па памеры» і зачыніце DesignModeler.
- Цяпер мы збіраемся двойчы пстрыкнуць па Mesh у раздзеле Project Schematic у Ansys Workbench, каб адкрыць акно Mesing. Абярыце "Сетка" ў контуры акна "Сетка". Пстрыкніце правай кнопкай мышы і выберыце «Стварыць сетку». Ствараецца грубая сетка. Выберыце Сістэмы адзінак>>Метрычныя (мм, кг, Н ...) у ніжняй частцы графічнага акна. Выберыце ў меню Mesh>> Controls>>Face Meshing. Пстрыкніце па жоўтай вобласці побач з "Геаметрыяй" у раздзеле "Аб'ём" у раздзеле "Падрабязнасці сеткі граняў". Выберыце прамавугольнік у графічным акне. Націсніце на кнопку «Ужыць» для «Геаметрыі» ў «Падрабязнасці» «Сетка граняў». Абярыце Mesh>> Controls>>Sizing з меню і абярыце Edge над графічным акном. Вылучыце 6 краёў прамавугольніка. Націсніце "Ужыць геаметрыю" ў раздзеле "Падрабязнасці памеру краю". У раздзеле «Вызначэнне» ў раздзеле «Падрабязнасці памеру краю» выберыце «Памер элемента» як «Тып», 1.0 мм для «Памеру элемента», «Захоп крывізны» як «Не» і «Жорсткі» як «Паводзіны». Выберыце другі тып зрушэння і ўвядзіце 12.0 у якасці каэфіцыента зрушэння. Выберыце больш кароткі верхні гарызантальны край і прымяніце гэты край з дапамогай Reverse Bias. Пстрыкніце ў меню Home>>Generate Mesh і абярыце Mesh у Outline. Гатовая сетка паказваецца ў графічным акне.
Чаму мы стварылі прадузятую сетку?
Цяпер мы збіраемся перайменаваць краю прамавугольніка. Выберыце левы край прамавугольніка, пстрыкніце правай кнопкай мышы і выберыце «Стварыць названы выбар».
Увядзіце ўваход у якасці назвы і націсніце кнопку OK. Паўтарыце гэты крок для правага вертыкальнага краю прамавугольніка і ўвядзіце назву разеткі. Стварыце названае вылучэнне для ніжняга даўжэйшага гарызантальнага правага краю і назавіце яго сцяной. Нарэшце, выберыце астатнія тры гарызантальныя краю і назавіце іх ідэальнымі сценамі. Ідэальная сцяна - гэта адыябатычная сцяна без трэння.
- Прычына выкарыстання зрушанай сеткі заключаецца ў тым, што нам патрэбна больш дробная сетка побач са сцяной, дзе ў нас ёсць градыенты хуткасці патоку. Мы таксама ўключылі больш дробную сетку, дзе памежны пласт пачынае развівацца на плоскай пласціне. Выберыце File>>Экспарт…>>Mesh>>FLUENT Input File>>Экспарт з меню. Абярыце Захаваць як тып: FLUENT Input Files (*.msh). Увядзіце boundary-layer-mesh .msh у s file імя і націсніце кнопку Захаваць. Выберыце File>>Захаваць праект з меню. Назавіце праект памежны пласт плоскай пліты. Зачыніце акно Ansys Meshing. Пстрыкніце правай кнопкай мышы на сетцы ў схеме праекта і абярыце Абнавіць.
Запуск Ansys Fluent
- Вы можаце запусціць Fluent двума рознымі спосабамі: двойчы пстрыкнуўшы па «Наладцы» ў раздзеле «Схема праекта» ў Ansys Workbench або ў аўтаномным рэжыме з Fluent 2024 R1 у тэчцы прыкладання Ansys 2024 R1. Вам трэба будзе прачытаць сетку, калі вы запусціце Fluent у аўтаномным рэжыме. АвансtagЗапуск Ansys Fluent у аўтаномным рэжыме заключаецца ў тым, што вы можаце выбраць месцазнаходжанне вашага Рабочага каталога, дзе будуць выведзены ўсе высновы files будуць захаваны, гл. малюнак 2.6a). Запусціце Dimension 2D і Double Precision Solver ад Fluent. Праверце Double Precision у раздзеле Options. Усталюйце колькасць працэсаў вырашальніка роўнай колькасці ядраў кампутара. Каб праверыць колькасць фізічных ядраў, націсніце адначасова клавішы Ctrl + Shift + Esc, каб адкрыць дыспетчар задач. Перайдзіце на ўкладку «Прадукцыйнасць» і ў левай калонцы выберыце «ЦП». Вы ўбачыце колькасць фізічных ядраў унізе справа. Ansys Student абмежаваны максімум 4 працэсамі рашальніка. Зачыніце акно дыспетчара задач. Націсніце кнопку Пуск, каб запусціць Ansys Fluent. Націсніце OK, каб закрыць акно Key Behavioral Changes, калі яно з'явіцца.
Малюнак 2.6a) Запуск наладкі
Чаму мы выкарыстоўваем падвойную дакладнасць?
Двайная дакладнасць дасць больш дакладныя разлікі, чым адзінкавая дакладнасць. - Праверце маштаб сеткі, выбраўшы кнопку "Маштаб" у раздзеле "Агульная сетка" на старонцы задач. Пераканайцеся, што аб'ём дамена правільны, і зачыніце акно маштабу сеткі.
- Двойчы пстрыкніце Мадэлі і глейкая (SST k-omega) у раздзеле Налада ў схеме View. У якасці вязкай мадэлі выберыце Ламінар. Націсніце OK, каб закрыць акно. Двойчы пстрыкніце па гранічным умовам у раздзеле «Настройка» ў схеме View. Двойчы пстрыкніце па ўваходным адтуліне ў раздзеле «Зона» на старонцы задач. Выберыце «Кампаненты» ў якасці метаду спецыфікацыі хуткасці і ўсталюйце X-Velocity [м/с] на 5.
- Націсніце кнопку «Ужыць», а затым кнопку «Зачыніць».
- Двойчы пстрыкніце па ideal_wall у раздзеле Zones. Праверце зададзены зрух як умову зруху і захоўвайце нулявыя значэнні для зададзенага напружання зруху, паколькі ідэальная сцяна не мае трэння. Націсніце кнопку «Ужыць», а затым кнопку «Зачыніць».
Чаму мы абралі ламінарную ў якасці вязкай мадэлі?
Для абранай хуткасці свабоднага патоку 5 м/с лік Рэйнольдса ўздоўж пласціны менш за 500,000 500,000, і таму паток з'яўляецца ламінарным. Турбулентнае цячэнне ўздоўж плоскай пласціны ўзнікае пры ліках Рэйнальдса больш за XNUMX XNUMX. - Двойчы пстрыкніце Метады ў раздзеле Рашэнне ў схеме View. Выберыце «Стандартны» для ціску і першага парадку супраць ветру для імпульсу. Двойчы пстрыкніце па спасылцы ў раздзеле «Настройка» ў схеме View. Абярыце "Вылічыць" на ўваходзе на старонцы задач.
Чаму мы выкарыстоўваем метад першага парадку супраць ветру для прасторавай дыскрэтызацыі імпульсу?
Метад першага парадку супраць ветру звычайна менш дакладны, але сыходзіцца лепш, чым метад другога парадку супраць ветру. Звычайная практыка - пачынаць з метаду першага парадку супраць ветру ў пачатку вылічэнняў і працягваць метадам другога парадку супраць ветру. - Двойчы пстрыкніце па ініцыялізацыі ў раздзеле Рашэнне ў схеме View, абярыце Standard Initialization, выберыце Compute на ўваходзе і націсніце кнопку Initialize.
- Двойчы пстрыкніце Маніторы ў раздзеле Рашэнне ў схеме View. Двойчы пстрыкніце па Residual у раздзеле Monitors у схеме View і ўвядзіце 1e-9 у якасці абсалютных крытэрыяў для ўсіх рэшткаў. Націсніце на кнопку OK, каб закрыць акно. Выберыце File>>Захаваць праект з меню. Выберыце File>>Экспарт>>Кейс… з меню. Ратуйце справу File з назвай памежны пласт плоскай пліты. CAS.h5
Чаму мы ўсталявалі абсалютны крытэрый 1e-9?
Як правіла, чым ніжэй абсалютныя крытэрыі, тым больш часу зойме разлік і дасць больш дакладнае рашэнне. На малюнку 2.12b) мы бачым, што ўраўненні хуткасці х і y маюць меншыя рэшткі, чым раўнанне непарыўнасці. Нахілы рэшткавых крывых для ўсіх трох ураўненняў прыкладна аднолькавыя з рэзкай сыходнай тэндэнцыяй. - Двойчы пстрыкніце Выканаць разлік у раздзеле Рашэнне і ўвядзіце 5000 у поле Колькасць ітэрацый. Націсніце кнопку «Разлічыць». Разлікі будуць завершаны пасля 193 ітэрацый, гл. малюнак 2.12b). Націсніце «Капіяваць скрыншот актыўнага акна ў буфер абмену», гл. малюнак 2.12c). Маштабаваныя рэшткі можна ўставіць у дакумент Word.
Постапрацоўка
- Абярыце ўкладку «Вынікі» ў меню і выберыце «Стварыць>>Лінія/Граблі… у раздзеле «Паверхня». Увядзіце 0.2 для x0 (м), 0.2 для x1 (м), 0 для y0 (м) і 0.02 м для y1 (м). Увядзіце x=0.2 м для назвы новай паверхні і націсніце "Стварыць". Паўтарыце гэты крок яшчэ тры разы і стварыце вертыкальныя лініі ў x=0.4 м даўжынёй 0.04 м, x=0.6 м даўжынёй 0.06 м і x=0.8 м даўжынёй 0.08 м. Зачыніце акно.
- Двойчы пстрыкніце «Графікі» і «Графік XY» у раздзеле «Вынікі» ў схеме View. Зніміце сцяжок "Палажэнне па восі X" у раздзеле "Параметры" і адзначце "Палажэнне па восі Y". Усталюйце кірунак графіка для X на 0 і 1 для Y. Выберыце Хуткасць… і Хуткасць па X у якасці функцыі восі X. Выберыце чатыры лініі x=0.2 м, x=0.4 м, x=0.6 м і x=0.8 м у раздзеле "Паверхні".
- Пстрыкніце кнопку Восі… у акне XY-дыяграмы рашэння. Абярыце вось X, зніміце сцяжок з Auto Range у раздзеле Options, увядзіце 6 для Maximum Range, абярыце General Type у раздзеле Number Format і ўсталюйце Precision на 0. Націсніце кнопку Apply. Абярыце вось Y, зніміце сцяжок з Auto Range, увядзіце 0.01 для Maximum Range, абярыце General Type у раздзеле Number Format і націсніце кнопку Apply. Зачыніце акно Axes.
- Націсніце кнопку «Крывыя…» у акне «Графік XY рашэння». Выберыце першы ўзор у раздзеле «Стыль лініі» для крывой № 0. Не выбірайце «Сімвал» для стылю маркера і націсніце кнопку «Ужыць». Затым абярыце Крывую № 1, абярыце наступны даступны ўзор для стылю лініі, без сімвала для стылю маркера і націсніце кнопку «Ужыць». Працягніце гэты ўзор выбару з дзвюма наступнымі крывымі № 2 і № 3. Зачыніце акно Крывыя – Рашэнне XY Plot. Націсніце на кнопку Save/Plot у акне XY Plot Solution і зачыніце гэтае акно. Націсніце «Капіяваць скрыншот актыўнага акна ў буфер абмену», гл. малюнак 2.16c).
Графік XY можна ўставіць у дакумент Word. Абярыце ўкладку "Вызначана карыстальнікам" у меню і "Карыстальніцкі" ў раздзеле "Функцыя поля". Выберыце пэўную функцыю поля аперанда з выпадальнага меню, выбраўшы Mesh… і Y-Coordinate. Націсніце «Выбраць» і ўвядзіце вызначэнне, як паказана на малюнку 2.16f). Вам трэба выбраць Mesh… і X Coordinate, каб уключыць каардынату x і завяршыць вызначэнне функцыі поля. Увядзіце eta ў якасці назвы новай функцыі, націсніце на Defi,ne і зачыніце акно. Паўтарыце гэты крок, каб стварыць іншую функцыю карыстацкага поля. На гэты раз мы выбіраем Velocity… і X Velocity у якасці функцый поля і націскаем «Выбраць». Запоўніце вызначэнне, як паказана на малюнку 2.16g) і ўвядзіце u-divided-by-freestream-velocity у якасці назвы новай функцыі, націсніце на Def, one і зачыніце акно.
Чаму мы стварылі самападобныя каардынаты?
Аказваецца, што пры выкарыстанні самападобных каардынат хуткасць праfiles у розных пазіцыях па плыні будзе згортвацца на адзін самападобны хуткасны праfile што не залежыць ад размяшчэння па плыні. - Двойчы пстрыкніце «Графікі» і «Графік XY» у раздзеле «Вынікі» ў схеме View. Усталюйце X у 0 і Y у 1 у якасці напрамку графіка. Зніміце сцяжок "Палажэнне па восі X" і зніміце сцяжок "Палажэнне па восі Y" у раздзеле "Параметры". Выберыце Карыстальніцкія функцыі поля і eta для функцыі восі Y і выберыце Карыстальніцкія функцыі поля і udivided-by-freestream-velocity для функцыі восі Х. Месца file blasius.dat у вашым працоўным каталогу. гэта file можна загрузіць з sdcpublications.com на ўкладцы "Спампоўкі" гэтай кнігі. Глядзіце малюнак 2.19 для кода Mathematica, які можна выкарыстоўваць для стварэння тэарэтычнай хуткасці Блазіусаfile для ламінарнага плыні памежнага пласта па плоскай пласціне. Як былыample, у гэтым падручніку працоўны каталог - гэта:\Users\jmatsson. Націсніце на Загрузіць File. Выберыце Files тыпу: Усе Files (*) і абярыце file blasius.dat з вашага працоўнага каталога. Выберыце чатыры паверхні х=0.2 м, х=0.4 м, х=0.6 м, х=0.8 м і загружаную file Тэорыя.
Націсніце на кнопку Axes…. Выберыце «Вось Y» у акне XY-дыяграмы «Рашэнне восяў» і зніміце сцяжок «Аўтаматычна». Дыяпазон. Усталюйце Мінімальны дыяпазон на 0 і Максімальны дыяпазон на 10. Усталюйце Тып на плавае і Дакладнасць на 0 у раздзеле Лікавы фармат. Увядзіце назву восі як eta і націсніце "Ужыць". Абярыце вось X, зніміце сцяжок з Auto Range у раздзеле Options, увядзіце 1.2 для Maximum Range, абярыце float Type у раздзеле Number Format і ўсталюйце Precision на 1. Увядзіце назву восі як u/U. Націсніце Ужыць і зачыніце акно. Націсніце кнопку «Крывыя…» у акне «Графік XY рашэння». Выберыце першы ўзор у раздзеле «Стыль лініі» для крывой № 0, гл. малюнак 2.16a). Не выбірайце сімвал для стылю маркера і націсніце кнопку «Ужыць». Затым абярыце Крывую № 1, абярыце наступны даступны ўзор для стылю лініі, без сімвала для стылю маркера і націсніце кнопку «Ужыць». Працягніце гэты ўзор выбару з дзвюма наступнымі крывымі № 2 і № 3. Зачыніце акно Крывыя – Рашэнне XY Plot. Націсніце на кнопку Save/Plot у акне XY Plot Solution і зачыніце гэтае акно.
- Націсніце «Капіяваць скрыншот актыўнага акна ў буфер абмену», гл. малюнак 2.16c). Графік XY можна ўставіць у дакумент Word. Абярыце ўкладку «Вызначана карыстальнікам» у меню і «Карыстальніцкі». Выберыце пэўную функцыю аперанда з выпадальнага меню, выбраўшы Mesh… і X-Coordinate. Націсніце «Выбраць» і ўвядзіце вызначэнне, як паказана на малюнку 2.17e). Увядзіце rex у якасці назвы новай функцыі, націсніце «Вызначыць» і зачыніце акно. Двойчы пстрыкніце па Plots і XPlotsot у раздзеле Results у схеме View. Усталюйце X на 0 і Y на 1 у раздзеле «Напрамак графіка».
Зніміце сцяжок "Палажэнне па восі X" і зніміце сцяжок "Палажэнне па восі Y" у раздзеле "Параметры". Абярыце "Патокі сцен" і "Каэфіцыент трэння скуры" для функцыі восі Y і выберыце "Функцыі карыстальніцкага поля" і "рэкс" для функцыі восі XX. Месца file «Тэарэтычны каэфіцыент трэння скуры» у вашым працоўным каталогу. Націсніце на Загрузіць File. Выберыце Files тыпу: Усе Files (*) і абярыце file «Тэарэтычны каэфіцыент скурнага трэння». Выберыце сцяну ў раздзеле "Паверхні" і загружаны file Трэнне скуры пад File даныя. Націсніце на кнопку Axes…. Праверце вось X, пастаўце галачку для Log у раздзеле Options, увядзіце Re-x у якасці загалоўка восі і зніміце сцяжок Auto. Дыяпазон у раздзеле "Параметры" ўсталюйце "Мінімум" на 100 і "Максімум" на 1000000. Усталюйце "Тып" на "плывае" і "Дакладнасць" на 0 у раздзеле "Фармат нумара" і націсніце "Ужыць". Праверце вось Y, пастаўце галачку для Log у раздзеле Options, увядзіце Cf-x як Label і зніміце сцяжок Auto. Дыяпазон, усталюйце Мінімум на 0.001 і Максімум на 0.1, усталюйце Тып на плавае, Дакладнасць на 3 і націсніце Ужыць. Зачыніце акно. Націсніце на Save/Plot у акне Solution XY Plot. Націсніце кнопку «Крывыя…» у акне «Графік XY рашэння». Выберыце першы ўзор пад Lin. e Стыль для крывой № 0. Не выбірайце сімвал для стылю маркера і націсніце кнопку «Ужыць». Ne,xt абярыце Крывую № 1, абярыце наступны даступны ўзор для стылю лініі, без сімвала для стылю маркера і націсніце кнопку «Ужыць». Зачыніце акно Крывыя – Рашэнне XY Графік. Націсніце на кнопку Save/Plot у акне XY Plot Solution і зачыніце гэтае акно. Націсніце «Капіяваць скрыншот актыўнага акна ў буфер абмену», гл. малюнак 2.16c). Графік XY можна ўставіць у дакумент Word.- Тэорыя
- У гэтай главе мы параўналі Ansys Fluent velocity profiles з тэарэтычнай хуткасцю Блазіуса праfile для ламінарным патоку на плоскай пласціне. Мы пераўтварылі нармальную каардынату mal у каардынату падабенства для параўнання Profiles у розных месцах па плыні. Каардыната падабенства вызначаецца, дзе y (m) - каардыната нармалі да сцяны, вызначаецца
- дзе y (м) - каардыната нармалі да сценкі, U (м/с) - хуткасць свабоднага патоку, x (м) - адлегласць ад пачатковай кропкі сценкі ў напрамку плыні, а ��) м2 /с) - кінематычная глейкасць вадкасць. U (м/с) — хуткасць вольнай плыні, х (м) — адлегласць ад пачатковай плыні сценкі, м2/с) — кінематычная глейкасць вадкасці.
Мы таксама выкарыстоўвалі безмерную хуткасць па плыні u/U, дзе u - памерная хуткасць праfile.
Для Ansys Fluent velocity pro быў нанесены графік залежнасці u/Ufiles у параўнанні з тэарэтычнай прафfile і ўсе яны зваліліся на адну і тую ж крывую ў адпаведнасці з вызначэннем самападабенства.
Раўнанне памежнага пласта Блазіуса задаецца як
Таўшчыня памежнага пласта вызначаецца як адлегласць ад сценкі да месца, дзе хуткасць у памежным слоі дасягнула 99% значэння свабоднага патоку.
Для ламінарнага памежнага пласта orr мы маем наступны тэарэтычны выраз для змены таўшчыні памежнага пласта ў залежнасці ад адлегласці x і ліку Рэйнольдса .
- Адпаведны выраз для таўшчыні памежнага пласта ў турбулентным памежным слоі даецца па формуле
- Мясцовы каэфіцыент трэння скуры вызначаецца як мясцовае напружанне зруху сценкі, падзеленае на дынамічны ціск.
- Тэарэтычны мясцовы каэфіцыент трэння для ламінарным патоку вызначаецца
- і для турбулентнага патоку, мы маем наступнае суадносіны
Спасылкі
- Чэнгель Ю.А. і Цымбала Дж.М. Асновы і прымяненне механікі вадкасці, 1-е выданне, McGraw-Hill, 2006.
- Рычардс, С., Цымбала, Дж.М., Марцін, К., Падручнік ANSYS Workbench – Памежны пласт на плоскай пласціне, Універсітэт штата Пенсільванія, Рэдакцыя ад 18 мая 2010 г.
- Шліхтынг Х. і Герстэн К. Тэорыя памежнага пласта, 8-е перагледжанае і пашыранае выданне, Springer, 2001.
- White, FM, Fluid Mechanics, 4th Edition, McGraw-Hill, 1999.
Практыкаванні
- Выкарыстоўвайце вынікі мадэлявання Ansys Fluent у гэтай главе, каб вызначыць таўшчыню памежнага пласта ў пазіцыях па плыні, як паказана ў табліцы ніжэй. Запоўніце табліцу прапушчанай інфармацыяй. 그 - хуткасць памежнага пласта на адлегласці ад сценкі, роўнай таўшчыні памежнага пласта, U - хуткасць свабоднага патоку.
x (м) o (mm) Свабодна
o (mm) Тэорыя
Працэнтная розніца U 8 (м/с)
U (м/с)
v (m2/с)
Re x 0.2 .0000146 0.4 .0000146 0.6 .0000146 0.8 .0000146 - Зменіце памер элемента на 2 мм для сеткі і параўнайце вынікі ў графіках XY каэфіцыента скурнага трэння ў залежнасці ад ліку Рэйнальдса з памерам элемента 1 мм, які выкарыстоўваўся ў гэтай главе. Параўнайце свае вынікі з тэорыяй.
- Зменіце хуткасць свабоднага патоку на 3 м/с і стварыце графік XY, уключыўшы функцыю хуткасціfiles пры х = 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 і 0.9 м. Стварыце яшчэ адзін графік XY з самападобнымі хуткасцяміfiles для гэтай больш нізкай хуткасці свабоднага патоку і стварыце графік XY для каэфіцыента скурнага трэння ў залежнасці ад ліку Рэйнальдса.
- Выкарыстоўвайце вынікі мадэлявання Ansys Fluent у практыкаванні 2.3, каб вызначыць таўшчыню памежнага пласта ў пазіцыях па плыні, як паказана ў табліцы ніжэй. Упішыце ў табліцу прапушчаныя звесткі. — скорасць памежнага пласта на адлегласці ад сценкі, роўнай таўшчыні памежнага пласта, U — скорасць свабоднага патоку.
x (м) o (mm) Свабодна
o (mm) Тэорыя
Працэнтная розніца U 8 (м/с)
U (м/с)
v (m2/с)
Re x 0.1 .0000146 0.2 .0000146 0.5 .0000146 0.7 .0000146 0.9 .0000146
Табліца 2.2 Параўнанне паміж Fluent і тэорыяй таўшчыні памежнага пласта
Змяніце хуткасць свабоднага патоку да значэння, пазначанага ў табліцы ніжэй, і стварыце графік XY, уключна з velocity profiles пры х = 0.2, 0.4, 0.6 і 0.8 м. Стварыце яшчэ адзін графік XY з самападобнымі хуткасцяміfiles для хуткасці свабоднага патоку і стварыце графік XY для каэфіцыента скурнага трэння ў залежнасці ад ліку Рэйнальдса.
| Студэнт | X-Velocity U (м/с) | Максімум Дыяпазон (м/с) для X Хуткасць Сюжэт |
| 1 | 3 | 4 |
| 2 | 3.2 | 4 |
| 3 | 3.4 | 4 |
| 4 | 3.6 | 4 |
| 5 | 3.8 | 4 |
| 6 | 4 | 5 |
| 7 | 4.2 | 5 |
| 8 | 4.4 | 5 |
| 9 | 4.6 | 5 |
| 10 | 4.8 | 5 |
| 11 | 5.2 | 6 |
| 12 | 5.4 | 6 |
| 13 | 5.6 | 6 |
| 14 | 5.8 | 6 |
| 15 | 6 | 7 |
| 16 | 6.2 | 7 |
| 17 | 6.4 | 7 |
| 18 | 6.6 | 7 |
| 19 | 6.8 | 7 |
| 20 | 7 | 8 |
| 21 | 7.2 | 8 |
Загрузіць PDF: Кіраўніцтва карыстальніка праграмнага забеспячэння Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation