Ansys-LOGO

Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation tarkvara kasutusjuhend

Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-PRODUCT

PEATÜKK 2. LAMEPLAADI PIIRKIHT

Eesmärgid

  • Geomeetria loomine Ansys Workbenchis Ansys Fluenti jaoks
  • Ansys Fluenti seadistamine Laminar Steady 2D Planar Flow jaoks
  • Meshi seadistamine
  • Piirtingimuste valimine
  • Arvutuste käitamine
  • Jooniste kasutamine tulemuseks oleva voovälja visualiseerimiseks
  • Võrrelge teoreetilise lahendusega Mathematica koodi abil

Probleemi kirjeldus
Selles peatükis kasutame Ansys Fluenti kahemõõtmelise laminaarse voolu uurimiseks horisontaalsel tasasel plaadil. Plaadi suurus loetakse lõpmatuks spansuunas ja seetõttu on vool 2D asemel 3D. 1 m pikkuse plaadi sisselaskekiirus on 5 m/s ja me kasutame laminaarsete simulatsioonide vedelikuna õhku. Määrame kiiruse profiles ja süžee profiles. Alustame simulatsiooniks vajaliku geomeetria loomisega.

Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (1)

Ansys Workbenchi käivitamine ja Fluenti valimine

  1. Alustage Ansys Workbenchi käivitamisega. Topeltklõpsake valikul Fluid Flow (Fluent), mis asub tööriistakastis Analysis Systems (Analüüsisüsteemid).Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (2)
    Ansys DesignModeleri käivitamineAnsys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (3)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (4)
  2. Valige Ansys Workbenchis Project Schematic alt Geomeetria. Paremklõpsake geomeetriat ja valige Atribuudid. Valige jaotises Skeemi A2: Geomeetria atribuudid jaotises Geomeetria täpsemad suvandid 2D-analüüsi tüüp. Paremklõpsake projektiskeemis Geometry ja valige Käivita uus DesignModeleri geomeetria. Valige DesignModeleri menüüst pikkuse ühikuks Ühikud>>Millimeeter.
  3. Järgmisena loome DesignModeleris geomeetria. Valige DesignModeleri vasakpoolsest puukontuurist XYPlane. Valige Vaata visandit Klõpsake puu kontuuris vahekaarti Sketching ja valige Line Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (5)skSketchool. Tõmmake algusest paremale horisontaaljoon pikkusega 1,000 mm. Joone tõmbamise alustamisel veenduge, et alguspunktis oleks P. Samuti veenduge, et joonel oleks H, nii et see oleks horisontaalne, ja C rea lõpus. Valige suvanditest Sketching suvand Mõõtmed. Klõpsake joonel ja sisestage pikkus 1000 mm. Tõmmake ülespoole 100 mm pikkune vertikaalne joon, alustades esimese horisontaaljoone lõpp-punktist. Veenduge, et joont alustades oleks P ja vertikaalset joont tähistav V. Jätkake 100 mm pikkuse horisontaaljoonega lähtepunktist vasakule, millele järgneb teine ​​100 mm pikkune vertikaalne joon. Järgmine joon on horisontaalne pikkusega 100 mm, alustades endise vertikaalse joone lõpp-punktist ja suunatud paremale. Lõpuks sulgege ristkülik 1,000 mm pikkuse horisontaaljoonega, mis algab 100 mm algpunktist kõrgemal ja on suunatud paremale.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (6)
  4. Klõpsake Sketching Toolboxes all vahekaarti Modelleerimine. Valige menüüst Kontseptsioon>>Pinnad visanditest. Juhtnupp valige põhiobjektidena ristküliku kuus serva ja valige üksikasjades Rakenda View. Klõpsake tööriistaribal nuppu Genereeri. Ristkülik muutub halliks. Paremklõpsake graafikaaknal, valige Zoom to Fit ja sulgege DesignModeler.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (9)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (10)
  5. Nüüd topeltklõpsame Ansys Workbenchis Project Schematic jaotises Mesh, et avada Meshing'i aken. Valige Võrgustiku akna kontuurist Võrk. Paremklõpsake ja valige Generate Mesh. Tekib jäme võrk. Valige graafikaakna allosast Unit Systems>> Metric (mm, kg, N …). Valige menüüst Mesh>> Controls>> Face Meshing. Klõpsake jaotises Face Meshing üksikasjad jaotises Ulatus valiku Geomeetria kõrval kollast piirkonda. Valige graafikaaknas ristkülik. Klõpsake jaotise "Näo võrgustamine" üksikasjades nuppu Rakenda geomeetria jaoks. Valige menüüst Mesh>> Controls>> Sizing ja valige graafikaakna kohal Edge. Valige ristküliku 6 serva. Klõpsake jaotises "Serva suuruse üksikasjad" nuppu Rakenda geomeetriat. Valige jaotises „Serva suuruse üksikasjad” jaotises Definitsioon tüübiks Elemendi suurus, elemendi suuruseks 1.0 mm, elemendiks Capture Curvature (Ei) ja käitumiseks Raske. Valige teine ​​kallutatuse tüüp ja sisestage kaldeteguriks 12.0. Valige lühem ülemine horisontaalne serv ja rakendage see serv funktsiooniga Reverse Bias. Klõpsake menüüs Home>> Generate Mesh ja valige Outline'is Mesh. Valmis võrk kuvatakse graafikaaknas.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (11)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (12)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (14)
    Miks me lõime kallutatud võrgusilma?
    Nüüd nimetame ristküliku servad ümber. Valige ristküliku vasak serv, paremklõpsake ja valige Loo nimega valik.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (15)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (16) Sisestage sisend nimena ja klõpsake nuppu OK. Korrake seda sammu ristküliku parema vertikaalse serva jaoks ja sisestage nimeväljund. Looge alumise pikema horisontaalse parempoolse serva jaoks nimeline valik ja nimetage see seinaks. Lõpuks juhtige ja valige ülejäänud kolm horisontaalset serva ja nimetage need ideaalseteks seinteks. Ideaalne sein on adiabaatiline ja hõõrdumiseta sein.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (17)
  6. Kallutatud võrgu kasutamise põhjus on see, et vajame peenemat võrku seina lähedal, kus voolus on kiiruse gradient. Kaasasime ka peenema võrgu, kus tasapinnalisele plaadile hakkab tekkima piirdekiht. Valige File>>Ekspordi…>>Mesh>>FLUENT sisend File>>Ekspordi menüüst. Valige Salvesta kui tüüp: FLUENT Sisend Files (*.msh). Sisesta boundary-layer-mesh .msh the s file nimi ja klõpsake nuppu Salvesta. Valige File>>Salvesta projekt menüüst. Nimetage projekti Flat Plate Boundary Layer. Sulgege aken Ansys Meshing. Paremklõpsake projektiskeemis Mesh ja valige Värskenda.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (18)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (19)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (20)
    Ansys Fluenti käivitamineAnsys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (21)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (22)
  7. Saate Fluenti käivitada kahel erineval viisil, kas topeltklõpsates Ansys Workbenchis Project Schematic valikul Seadistamine või rakenduse Fluent 2024 R1 eraldiseisvas režiimis Ansys 2024 R1 rakenduse kaustas. Kui käivitate Fluenti eraldiseisvas režiimis, peate võrgusilma lugema. AdvantagAnsys Fluenti käivitamine eraldiseisvas režiimis seisneb selles, et saate valida oma töökataloogi asukoha, kus kogu väljund files salvestatakse, vt joonis 2.6a). Käivitage Fluent Dimension 2D ja Double Precision Solver. Märkige suvandite all topelttäpsus. Määrake lahendamisprotsesside arv arvutituumade arvuga võrdseks. Füüsiliste tuumade arvu kontrollimiseks vajutage tegumihalduri avamiseks korraga klahve Ctrl + Shift + Esc. Minge vahekaardile Performance ja valige vasakpoolsest veerust CPU. Näete paremas alanurgas füüsiliste tuumade arvu. Ansys Student on piiratud maksimaalselt 4 lahendaja protsessiga. Sulgege tegumihalduri aken. Ansys Fluenti käivitamiseks klõpsake nuppu Start. Klõpsake nuppu OK, et sulgeda aken Key Behavioral Changes, kui see kuvatakse.
    Joonis 2.6a) Seadistuse käivitamineAnsys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (23)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (24)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (25)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (26)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (27)Miks me kasutame topelttäpsust?
    Topelttäpsus annab täpsemad arvutused kui ühekordne täpsus.
  8. Kontrollige võrgu mõõtkava, valides ülesannete lehel nuppu Scale… jaotises Mesh in General. Veenduge, et domeeni ulatus on õige, ja sulgege aken Scale Mesh.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (28)
  9. Topeltklõpsake kontuuris Setup (Seadistus) jaotises Models and Viscous (SST k-omega). View. Valige viskoosseks mudeliks Laminar. Akna sulgemiseks klõpsake nuppu OK. Topeltklõpsake Outline'i jaotises Setup (Seadistus) valikut Piiritingimused View. Topeltklõpsake tööülesannete lehe Tsoon all olevat sisendit. Valige kiiruse spetsifikatsioonimeetodiks komponendid ja määrake X-kiirus [m/s] väärtuseks 5.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (29)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (30)
  10. Klõpsake nuppu Rakenda ja seejärel nuppu Sule.
  11. Topeltklõpsake Tsoonide all oleval ideal_wall. Kontrollige määratud nihkeseisundit ja jätke kindlaksmääratud nihkepinge nullväärtused, kuna ideaalne sein on hõõrdevaba. Klõpsake nuppu Rakenda ja seejärel nuppu Sule.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (31)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (32)
    Miks valisime viskoosseks mudeliks Laminari?
    Valitud vaba voolu kiiruse 5 m/s korral on Reynoldsi arv piki plaati väiksem kui 500,000 500,000 ja seetõttu on vool laminaarne. Turbulentne vool piki lamedat plaati toimub Reynoldsi arvude korral üle XNUMX XNUMX.
  12. Topeltklõpsake kontuuris jaotises Lahendus valikul Methods View. Valige rõhu jaoks Standard ja Momentumi jaoks First Order Upwind. Topeltklõpsake Outline'i jaotises Setup (Seadistus) viiteväärtused View. Valige ülesandelehe sisendist Arvuta.
    Miks me kasutame impulsi ruumiliseks diskretiseerimiseks First Order Upwind meetodit?
    Esimese järgu ülestuule meetod on üldiselt vähem täpne, kuid ühtlustub paremini kui teise järgu ülestuule meetod. Tavapärane on alustada arvutuste alguses esimese järgu ülestuule meetodiga ja jätkata teise järgu ülestuule meetodiga.
  13. Topeltklõpsake kontuuris Lahendus jaotises Initsialiseerimine View, valige Standardne lähtestamine, valige sisendist Compute ja klõpsake nuppu Initsialiseeri.
  14. Topeltklõpsake kontuuris Lahendus jaotises Monitorid View. Topeltklõpsake kontuuris jaotises Monitorid valikut Jääk View ja sisestage kõigi jääkide absoluutkriteeriumideks 1e–9. Akna sulgemiseks klõpsake nuppu OK. Valige File>>Salvesta projekt menüüst. Valige File>>Ekspordi>>Kohtu... menüüst. Salvesta juhtum File nimega Flat Plate Boundary Layer. CAS.h5
    Miks seadsime absoluutseks kriteeriumiks 1e–9?
    Üldjuhul on nii, et mida madalamad on absoluutkriteeriumid, seda kauem kulub arvutus ja annab täpsema lahenduse. Joonisel 2.12b) näeme, et x-kiiruse ja y-kiiruse võrrandite jäägid on väiksemad kui pidevusvõrrandil. Kõigi kolme võrrandi jääkkõverate kalded on järsu langustrendiga ligikaudu ühesugused.
  15. Topeltklõpsake Lahendus all käsku Run Calculation ja sisestage iteratsioonide arvuks 5000. Klõpsake nupul Arvuta. Arvutused lõpetatakse pärast 193 iteratsiooni, vt joonis 2.12b). Klõpsake käsul Kopeeri aktiivse akna ekraanipilt lõikelauale, vt joonis 2.12c). Skaleeritud jääke saab kleepida Wordi dokumenti.
    JäreltöötlusAnsys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (33)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (34)
  16. Valige menüüst vahekaart Tulemused ja valige Surface alt Create>>Line/Rake…. Sisestage x0.2 (m) jaoks 0, x0.2 (m) jaoks 1, y0 (m) jaoks 0 ja y0.02 (m) jaoks 1 m. Sisestage uue pinna nime jaoks x=0.2m ja klõpsake nuppu Loo. Korrake seda sammu veel kolm korda ja looge vertikaalsed jooned x = 0.4 m pikkusega 0.04 m, x = 0.6 m pikkusega 0.06 m ja x = 0.8 m pikkusega 0.08 m. Sulgege aken.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (42)
  17. Topeltklõpsake kontuuris Results jaotises Plots ja XY Plot View. Tühjendage suvandite alt märkeruut Position on X Axis ja märkige Position on Y-teljel. Määrake graafiku suund X jaoks 0 ja 1 Y jaoks. Valige X-telje funktsiooniks Velocity… ja X Velocity. Valige jaotises Pinnad neli joont x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m ja x=0.8m.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (43)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (44)
  18. Klõpsake Lahendus XY graafiku aknas nuppu Teljed…. Valige X-telg, tühjendage suvandite all märkeruut Automaatne vahemik, sisestage Maximum Range jaoks 6, valige Number Format alt General Type ja määrake Precision väärtuseks 0. Klõpsake nuppu Rakenda. Valige Y-telg, tühjendage märkeruut Auto Range, sisestage maksimaalseks vahemikuks 0.01, valige Number Format alt General Type ja klõpsake nuppu Rakenda. Sulgege aken Teljed.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (45)
  19. Klõpsake Lahenduse XY graafiku aknas nuppu Curves…. Valige kõvera nr 0 jaoks esimene muster Line Style all. Valige Marker Style jaoks ükski sümbol ja klõpsake nuppu Rakenda. Järgmiseks valige Curve # 1, valige järgmine saadaolev muster joone stiili jaoks, ilma sümbolita Marker Style'i jaoks ja klõpsake nuppu Rakenda. Jätkake seda valikumustrit kahe järgmise kõveraga # 2 ja # 3. Sulgege aken Curves – Solution XY Plot. Klõpsake Lahendus XY joonise aknas nuppu Salvesta/Plot ja sulgege see aken. Klõpsake käsul Kopeeri aktiivse akna ekraanipilt lõikelauale, vt joonis 2.16c).Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (46)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (47) XY joonise saab kleepida Wordi dokumenti. Valige menüüs vahekaart Kasutaja määratud ja jaotises Väljafunktsioonid Kohandatud. Valige rippmenüüst konkreetne Operandi välja funktsioon, valides Mesh… ja Y-Coordinate. Klõpsake nuppu Vali ja sisestage definitsioon, nagu on näidatud joonisel 2.16f). Peate valima Mesh… ja X Coordinate, et lisada x-koordinaat ja lõpetada välja funktsiooni määratlus. Sisestage uue funktsiooni nimena eta, klõpsake nuppu Defi,ne ja sulgege aken. Korrake seda sammu teise kohandatud välja funktsiooni loomiseks. Seekord valime välja funktsioonideks Velocity… ja X Velocity ning klõpsame Vali. Täitke definitsioon, nagu näidatud joonisel 2.16g) ja sisestage uue funktsiooni nimeks u-jagatud vabavoolu kiirus, klõpsake Def, one ja sulgege aken.
    Miks me lõime endale sarnase koordinaadi?
    Selgub, et kasutades isesarnast koordinaati, saab kiirus profiles erinevates voolusuunalistes asendites kukuvad kokku ühel isesarnasel kiiruselfile mis ei sõltu voolusuunast.
  20. Topeltklõpsake kontuuris Results jaotises Plots ja XY Plot View. Määrake joonise suunaks X väärtuseks 0 ja Y väärtuseks 1. Tühjendage suvandite all märkeruut Position on X Axis ja tühjendage märkeruut Position on the Y-teljel. Valige Y-telje funktsiooni jaoks Kohandatud väljafunktsioonid ja eta ning X-telje funktsiooni jaoks valige Kohandatud väljafunktsioonid ja vabavoo kiirusega jagatud. Asetage file blasius.dat oma töökataloogis. See file saab alla laadida saidilt sdcpublications.com selle raamatu vahekaardil Allalaadimised. Vaata jooniselt 2.19 Mathematica koodi, mida saab kasutada teoreetilise Blasiuse kiiruse pro genereerimiseksfile laminaarse piirkihi voolu jaoks üle lameda plaadi. Nagu endineample, selles õpikus on töökataloog :\Users\jmatsson. Klõpsake nuppu Laadi File. Valige Files tüüpi: kõik Files (*) ja valige file blasius.dat oma töökataloogist. Valige neli pinda x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m, x=0.8m ja koormatud file teooria.
    Klõpsake nuppu Teljed…. Valige aknas Axes-Solution XY Plot Y-Axis ja tühjendage märkeruut Auto. Vahemik. Määrake minimaalseks vahemikuks 0 ja maksimaalseks vahemikuks 10. Määrake numbrivormingus suvand Tüüp ujuvasse ja täpsus 0-sse. Sisestage telje pealkiri kui eta ja klõpsake nuppu Rakenda. Valige X-telg, tühjendage jaotises Options (Suvandid) ruut Auto Range (Automaatne vahemik), sisestage Maximum Range (Maksimaalne vahemik) väärtuseks 1.2, valige numbrivormingu all float Type (Ujukitüüp) ja määrake Precision väärtuseks 1. Sisestage telje pealkiri kujul u/U. Klõpsake nuppu Rakenda ja sulgege aken. Klõpsake Lahenduse XY graafiku aknas nuppu Curves…. Valige kõvera nr 0 jaoks esimene muster Line Style alt, vt joonis 2.16a). Valige Marker Style jaoks ükski sümbol ja klõpsake nuppu Rakenda. Järgmisena valige kõver nr 1, valige joonestiili jaoks järgmine saadaolev muster, markeri stiili jaoks sümbolit pole ja klõpsake nuppu Rakenda. Jätkake seda valikumustrit kahe järgmise kõveraga # 2 ja # 3. Sulgege aken Curves – Solution XY Plot. Klõpsake Lahendus XY graafiku aknas nuppu Salvesta/Plot ja sulgege see aken.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (48)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (49)
  21. Klõpsake käsul Kopeeri aktiivse akna ekraanipilt lõikelauale, vt joonis 2.16c). XY joonise saab kleepida Wordi dokumenti. Valige menüüst vahekaart Kasutaja määratud ja Kohandatud. Valige rippmenüüst konkreetne Operandi funktsioon, valides Mesh… ja X-Coordinate. Klõpsake nuppu Vali ja sisestage definitsioon, nagu on näidatud joonisel 2.17e). Sisestage rex kui uue funktsiooni nimi, klõpsake nuppu Define ja sulgege aken. Topeltklõpsake kontuuris Results jaotises Plots ja XPlotsot View. Määrake X väärtuseks 0 ja Y väärtuseks 1 jaotises Plot Direction.
  22. Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (50)Tühjendage märkeruut Position on X Axis ja tühjendage suvandite all märkeruut Positsioneeri Y-teljel. Valige Y-telje funktsiooni jaoks seinavood ja naha hõõrdetegur ning XX-telje funktsiooni jaoks valige kohandatud väljafunktsioonid ja rex. Asetage file "Teoreetiline naha hõõrdetegur" teie töökataloogis. Klõpsake nuppu Laadi File. Valige Files tüüpi: kõik Files (*) ja valige file "Teoreetiline naha hõõrdetegur". Valige Pinnade alt sein ja laadige file Naha hõõrdumine all File Andmed. Klõpsake nuppu Axes…. Märkige X-telg, märkige suvandite all ruut Logi, sisestage telje pealkirjaks Re-x ja tühjendage ruut Auto. Vahemik suvandi all määrake Minimaalne väärtusele 100 ja Maksimum väärtusele 1000000. Määrake Tüüp väärtuseks ujuv ja Precision väärtuseks 0 numbrivormingu all ning klõpsake nuppu Rakenda. Märkige Y-telg, märkige suvandite all ruut Logi, sisestage märgiseks Cf-x ja tühjendage ruut Auto. Vahemik, seadke Minimum väärtusele 0.001 ja Maksimum väärtusele 0.1, määrake Tüüp väärtuseks ujuv, Precision väärtuseks 3 ja klõpsake nuppu Rakenda. Sulgege aken. Klõpsake Lahendus XY graafiku aknas nuppu Salvesta/Plot. Klõpsake Lahenduse XY graafiku aknas nuppu Curves…. Valige Lin alt esimene muster. e Style for Curve # 0. Valige Marker Style jaoks ükski sümbol ja klõpsake nuppu Rakenda. Järgmisena valige Curve # 1, valige järgmine saadaolev muster joone stiili jaoks, ilma sümbolita Marker Style'i jaoks ja klõpsake nuppu Rakenda. Sulgege aken Curves – Solution XY Plot. Klõpsake Lahendus XY graafiku aknas nuppu Salvesta/Plot ja sulgege see aken. Klõpsake käsul Kopeeri aktiivse akna ekraanipilt lõikelauale, vt joonis 2.16c). XY joonise saab kleepida Wordi dokumenti.
  23. teooria
  24. Selles peatükis oleme võrrelnud Ansys Fluent kiirust profiles teoreetilise Blasiuse kiirusega profile laminaarseks vooluks tasasel plaadil. Pro võrdlemiseks teisendasime seina normaalse mal-koordinaadi sarnasuskoordinaadiksfiles erinevates voolusuunalistes kohtades. Sarnasuskoordinaat on määratletud, kus y (m) on seina normaalkoordinaat, on määratletud Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (51)
  25. kus y (m) on seina normaalkoordinaat, U (m/s) on vaba voolu kiirus, x (m) on kaugus seina voolusuunalisest algpunktist ja ) m2 /s) on seina kinemaatiline viskoossus vedelikku. U (m/s) on vaba voolu kiirus, x (m) on kaugus seina voolusuunalisest algpunktist ja m2 /s) on vedeliku kinemaatiline viskoossus.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (52)

Kasutasime ka mittemõõtmelist voolukiirust u/U, kus u on mõõtmete kiirus profile.

Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (53)Ansys Fluent kiirus pro u/U võrreldi ￟files võrreldes Blasiuse teoreetilise profile ja nad kõik varisesid samal kõveral nagu enesesarnasuse definitsiooni järgi.

Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (54) Blasiuse piirkihi võrrand on antud

Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (55)Piirkihi paksus on defineeritud kui kaugus seinast kuni kohani, kus piirkihi kiirus on jõudnud 99%-ni vaba voolu väärtusest.

Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (56)Laminaarse piirkihi orr jaoks on meil järgmine teoreetiline avaldis piirkihi paksuse varieerumiseks voolusuunalise kauguse x ja Reynoldsi arvuga játslusega.

Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (57)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (59)

  • Vastava avaldise piirkihi paksusele turbulentses piirkihis annab
  • Kohalik naha hõõrdetegur on defineeritud kui kohalik seina nihkepinge jagatud dünaamilise rõhuga.
  • Laminaarse voolu teoreetiline kohalik hõõrdetegur määratakse
  • ja turbulentse voolu jaoks on meil järgmine seos

Viited

  1. Çengel, YA ja Cimbala JM, Vedelikumehaanika põhialused ja rakendused, 1. väljaanne, McGraw-Hill, 2006.
  2. Richards, S., Cimbala, JM, Martin, K., ANSYS Workbench Tutorial – Boundary Layer on a Flat Plate, Penn State University, 18. mai 2010 Redaktsioon.
  3. Schlichting, H. ja Gersten, K., Boundary Layer Theory, 8. parandatud ja suurendatud trükk, Springer, 2001.
  4. Valge, FM, Fluid Mechanics, 4. väljaanne, McGraw-Hill, 1999.

Harjutused

  1. Kasutage selles peatükis Ansys Fluenti simulatsiooni tulemusi, et määrata piirkihi paksus voolusuunalistes kohtades, nagu on näidatud allolevas tabelis. Sisestage tabelisse puuduvad andmed. ACTOR on piirkihi kiirus kaugusel seinast, mis on võrdne piirkihi paksusega ja U on vaba voolu kiirus.
    x (m) o (mm)

    Ladus

    o (mm)

    teooria

    Protsentuaalne erinevus U 8

    (m/s)

    U

    (m/s)

    v

    (m2/s)

    Re x
    0.2           .0000146  
    0.4           .0000146  
    0.6           .0000146  
    0.8           .0000146  
  2. Muutke võrgusilma elemendi suuruseks 2 mm ja võrrelge tulemusi naha hõõrdeteguri XY graafikutel versus Reynoldsi arv elemendi suurusega 1 mm, mida selles peatükis kasutati. Võrrelge oma tulemusi teooriaga.
  3. Muutke vaba voo kiiruseks 3 m/s ja looge XY graafik, mis sisaldab kiirust profiles x = 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 ja 0.9 m juures. Looge teine ​​​​XY-graafik, millel on sarnane kiirus profiles selle väiksema vaba voo kiiruse jaoks ja loo XY graafik naha hõõrdeteguri versus Reynoldsi arv.
  4. Kasutage Ansys Fluenti simulatsiooni tulemusi harjutuses 2.3, et määrata piirkihi paksus voolusuunalistes kohtades, nagu on näidatud allolevas tabelis. Täida tabelisse puuduv info.on piirkihi kiirus kaugusel seinast, mis on võrdne piirkihi paksusega ja U on vaba voolu kiirus.
    x (m) o (mm)

    Ladus

    o (mm)

    teooria

    Protsentuaalne erinevus U 8

    (m/s)

    U

    (m/s)

    v

    (m2/s)

    Re x
    0.1           .0000146  
    0.2           .0000146  
    0.5           .0000146  
    0.7           .0000146  
    0.9           .0000146  

Tabel 2.2 Fluenti ja piirkihi paksuse teooria võrdlus
Muutke vaba voo kiirust allolevas tabelis loetletud väärtusele ja looge XY graafik, mis sisaldab kiirust profiles x juures = 0.2, 0.4, 0.6 ja 0.8 m. Looge teine ​​​​XY-graafik, millel on sarnane kiirus profiles oma vaba voo kiiruse jaoks ja loo XY graafik naha hõõrdeteguri versus Reynoldsi arv.

Üliõpilane X-kiirus U (m/s) Maksimaalne Vahemik (m/s) jaoks X Kiirus Krunt
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

Laadige alla PDF: Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation tarkvara kasutusjuhend

Viited

Jäta kommentaar

Teie e-posti aadressi ei avaldata. Kohustuslikud väljad on märgitud *