Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation -ohjelmiston käyttöopas
LUKU 2. LEVYT RAJAKERROS
Tavoitteet
- Geometrian luominen Ansys Workbenchissä Ansys Fluentille
- Ansys Fluentin määrittäminen Laminar Steady 2D Planar Flow:lle
- Meshin asettaminen
- Rajaehtojen valinta
- Laskelmat käynnissä
- Kaavioiden käyttäminen tuloksena olevan virtauskentän visualisoimiseen
- Vertaa teoreettiseen ratkaisuun Mathematica Coden avulla
Ongelman kuvaus
Tässä luvussa tutkimme Ansys Fluentia kaksiulotteisen laminaarisen virtauksen vaakasuoralla tasaisella levyllä. Levyn koon katsotaan olevan ääretön ja siksi virtaus on 2D eikä 3D. 1 m pitkän levyn sisääntulonopeus on 5 m/s ja laminaarisimulaatioiden nesteenä käytetään ilmaa. Määritämme nopeuden profiles ja piirrä ammattilainenfiles. Aloitetaan luomalla simulaatioon tarvittava geometria.
Ansys Workbenchin käynnistäminen ja Fluentin valinta
- Aloita käynnistämällä Ansys Workbench. Kaksoisnapsauta Fluid Flow (Fluent) -kohtaa, joka sijaitsee Toolboxin Analyysijärjestelmät-kohdassa.
Ansys DesignModeler käynnistetään
- Valitse Ansys Workbenchin Project Schematic -kohdasta Geometry. Napsauta hiiren kakkospainikkeella Geometriaa ja valitse Ominaisuudet. Valitse 2D-analyysin tyyppi kohdasta Geometrian lisäasetukset kohdasta Schematic A2: Geometry. Napsauta hiiren kakkospainikkeella kohtaa Geometry Project Schematicissa ja valitse Launch New DesignModeler Geometry. Valitse DesignModelerin valikosta pituusyksiköksi Yksiköt>>Millimetri.
- Seuraavaksi luomme geometrian DesignModelerissa. Valitse XYPlane DesignModelerin vasemman reunan Tree Outline -kohdasta. Valitse Katso luonnos Napsauta Puun ääriviivan Sketching-välilehteä ja valitse viiva
skSketchool. Piirrä 1,000 mm pitkä vaakasuora viiva origosta oikealle. Varmista, että sinulla on P origossa, kun alat piirtää viivan. Varmista myös, että sinulla on H-kirjain viivalla niin, että se on vaakasuora, ja C rivin lopussa. Valitse Mitat Sketching-asetuksista. Napsauta viivaa ja syötä pituus 1000 mm. Piirrä pystysuora viiva ylöspäin 100 mm pitkä alkaen ensimmäisen vaakaviivan loppupisteestä. Varmista, että sinulla on P, kun aloitat rivin, ja V ilmaisee pystysuoraa viivaa. Jatka 100 mm:n pituisella vaakaviivalla origosta vasemmalle, jota seuraa toinen 100 mm pitkä pystyviiva. Seuraava viiva on vaakasuora ja pituus 100 mm alkaen entisen pystysuoran viivan päätepisteestä ja suunnattu oikealle. Lopuksi sulje suorakulmio 1,000 mm pitkällä vaakaviivalla, joka alkaa 100 mm origosta ja suuntautuu oikealle.
- Napsauta Mallintaminen-välilehteä Sketching Toolboxes -kohdassa. Valitse valikosta Concept>> Surfaces from Sketches. Control valitse suorakulmion kuusi reunaa perusobjekteiksi ja valitse Käytä tiedot -kohdassa View. Napsauta työkalupalkissa Luo. Suorakulmio muuttuu harmaaksi. Napsauta hiiren kakkospainikkeella grafiikkaikkunaa, valitse Zoom to Fit ja sulje DesignModeler.
- Aiomme nyt kaksoisnapsauttaa Meshiä Ansys Workbenchin Project Schematic -kohdassa avataksemme Meshing-ikkunan. Valitse Mesh-ikkunan ääriviivat. Napsauta hiiren kakkospainikkeella ja valitse Generate Mesh. Syntyy karkea verkko. Valitse Unit Systems>> Metric (mm, kg, N …) grafiikkaikkunan alareunasta. Valitse valikosta Mesh>> Controls>> Face Meshing. Napsauta keltaista aluetta Geometry-kohdan vieressä kohdassa Laajuus kohdassa Details of Face Meshing. Valitse suorakulmio grafiikkaikkunassa. Napsauta Käytä-painiketta geometriaa varten kohdassa "Face Meshing". Valitse valikosta Mesh>> Controls>> Sizing ja valitse grafiikkaikkunan yläpuolelta Edge. Valitse suorakulmion 6 reunaa. Napsauta Hae geometriaa kohdassa "Reunojen mitoitustiedot". Valitse "Reunojen koon tiedot" -kohdan Määritelmä-kohdassa tyypiksi Elementin koko, elementin kooksi 1.0 mm, Ei-asetukseksi Kaappaa kaarevuus ja Käyttäydyksi Kova. Valitse toinen bias-tyyppi ja kirjoita bias-tekijäksi 12.0. Valitse lyhyempi ylempi vaakasuora reuna ja käytä tätä reunaa käänteisellä biasilla. Napsauta valikosta Home>> Generate Mesh ja valitse Outline-valikosta Mesh. Valmis verkko näkyy grafiikkaikkunassa.
Miksi loimme puolueellisen verkon?
Aiomme nyt nimetä uudelleen suorakulmion reunat. Valitse suorakulmion vasen reuna, napsauta hiiren kakkospainikkeella ja valitse Luo nimetty valinta.
Kirjoita sisääntulo nimeksi ja napsauta OK-painiketta. Toista tämä vaihe suorakulmion oikealle pystyreunalle ja kirjoita nimilähtö. Luo nimetty valinta alemmalle pidemmälle vaakasuuntaiselle oikealle reunalle ja kutsu se seinäksi. Lopuksi valitse loput kolme vaakasuoraa reunaa ja nimeä ne ihanteellisiksi seiniksi. Ihanteellinen seinä on adiabaattinen ja kitkaton seinä.
- Syy vinotetun verkon käyttöön on se, että tarvitsemme ohuemman verkon lähelle seinää, jossa virtauksessa on nopeusgradientteja. Lisäsimme myös hienomman verkon, jossa rajakerros alkaa kehittyä tasaiselle levylle. Valitse File>>Vie…>>Mesh>>FLUENT Input File>>Vie valikosta. Valitse Tallenna nimellä: FLUENT Input Files (*.msh). Kirjoita boundary-layer-mesh .msh s file nimi ja napsauta Tallenna-painiketta. Valitse File>>Tallenna projekti valikosta. Nimeä projekti Flat Plate Boundary Layer. Sulje Ansys Meshing -ikkuna. Napsauta hiiren kakkospainikkeella Meshiä Project Schematicissa ja valitse Päivitä.
Ansys Fluentin julkaisu
- Voit käynnistää Fluentin kahdella eri tavalla, joko kaksoisnapsauttamalla Asetukset-kohtaa Ansys Workbenchin Project Schematic -kohdassa tai itsenäisesti Fluent 2024 R1:stä Ansys 2024 R1 -sovelluskansiossa. Sinun on luettava mesh, jos käynnistät Fluentin itsenäisessä tilassa. AdvantagAnsys Fluentin käynnistäminen itsenäisessä tilassa on se, että voit valita työhakemistosi sijainnin, jossa kaikki tulosteet files tallennetaan, katso kuva 2.6a). Käynnistä Fluentin Dimension 2D ja Double Precision Solver. Valitse Asetukset-kohdasta Double Precision. Aseta Ratkaisuprosessien määrä yhtä suureksi kuin tietokoneytimien määrä. Voit tarkistaa fyysisten ytimien määrän painamalla Ctrl + Shift + Esc-näppäimiä samanaikaisesti avataksesi Tehtävienhallinnan. Siirry Suorituskyky-välilehteen ja valitse CPU vasemmasta sarakkeesta. Näet fyysisten ytimien lukumäärän oikeassa alakulmassa. Ansys Student on rajoitettu enintään neljään ratkaisijaprosessiin. Sulje Task Manager -ikkuna. Napsauta Käynnistä-painiketta käynnistääksesi Ansys Fluentin. Napsauta OK sulkeaksesi Key Behavioral Changes -ikkunan, jos se tulee näkyviin.
Kuva 2.6a) Asennuksen käynnistäminen
Miksi käytämme kaksinkertaista tarkkuutta?
Kaksinkertainen tarkkuus antaa tarkempia laskelmia kuin yksittäinen tarkkuus. - Tarkista verkon mittakaava valitsemalla Scale… -painike Tehtäväsivun Mesh in General -kohdasta. Varmista, että Domain Extent on oikea, ja sulje Scale Mesh -ikkuna.
- Kaksoisnapsauta Mallit ja Viscous (SST k-omega) Outlinen Asetukset-kohdassa View. Valitse viskoosiseksi malliksi Laminaari. Sulje ikkuna napsauttamalla OK. Kaksoisnapsauta ääriviivan Setup-kohdassa Rajaehdot View. Kaksoisnapsauta Tehtäväsivun Zone-kohdan alla olevaa sisääntuloa. Valitse nopeudenmääritysmenetelmäksi komponentit ja aseta X-nopeus [m/s] arvoon 5.
- Napsauta Käytä-painiketta ja sen jälkeen Sulje-painiketta.
- Kaksoisnapsauta Vyöhykkeet-kohdassa ideal_wall. Tarkista määritetty leikkaus leikkaustilanteena ja säilytä nolla-arvot määritetylle leikkausjännitykselle, koska ihanteellinen seinä on kitkaton. Napsauta Käytä-painiketta ja sen jälkeen Sulje-painiketta.
Miksi valitsimme Laminarin viskoosiseksi malliksi?
Valitulla vapaan virran nopeudella 5 m/s Reynoldsin luku on alle 500,000 500,000 levyä pitkin ja virtaus on siksi laminaarinen. Pyörteinen virtaus litteää levyä pitkin tapahtuu Reynoldsin lukujen ollessa yli XNUMX XNUMX. - Kaksoisnapsauta Methods-kohtaa Outline-kohdan Ratkaisu-kohdassa View. Valitse Standard paineelle ja First Order Upwind Momentumille. Kaksoisnapsauta Reference Values -kohtaa Asetukset-kohdassa Outlineissa View. Valitse Laske tehtäväsivun tuloaukosta.
Miksi käytämme First Order Upwind -menetelmää vauhdin spatiaaliseen diskretisointiin?
First Order Upwind -menetelmä on yleensä vähemmän tarkka, mutta konvergoi paremmin kuin Second Order Upwind -menetelmä. On yleinen käytäntö aloittaa First Order Upwind -menetelmällä laskelmien alussa ja jatkaa toisen asteen vastatuulen menetelmällä. - Kaksoisnapsauta Initialization -kohtaa Ratkaisu-kohdassa Outlineissa View, valitse Standard Initialization, valitse Laske tuloaukosta ja napsauta Initialize-painiketta.
- Kaksoisnapsauta Näytöt Ratkaisu-kohdassa Outlineissa View. Kaksoisnapsauta Jäljellä olevaa kohtaa Näytöt-kohdassa Outline View ja syötä 1e-9 Absolute Criteria for all Residuals. Sulje ikkuna napsauttamalla OK-painiketta. Valitse File>>Tallenna projekti valikosta. Valitse File>>Vie>>Case… valikosta. Tallenna tapaus File nimellä Flat Plate Boundary Layer. CAS.h5
Miksi asetimme absoluuttiset kriteerit 1e-9:ksi?
Yleisesti ottaen mitä alhaisemmat absoluuttiset kriteerit ovat, sitä kauemmin laskenta kestää ja antaa tarkemman ratkaisun. Näemme kuvasta 2.12b), että x-nopeus- ja y-nopeusyhtälöillä on pienemmät residuaalit kuin jatkuvuusyhtälöllä. Kaikkien kolmen yhtälön jäännöskäyrien kulmakertoimet ovat suunnilleen samat, ja trendi on jyrkkä alaspäin. - Kaksoisnapsauta Ratkaisu-kohdan Suorita laskenta -kohtaa ja kirjoita iteraatioiden lukumääräksi 5000. Napsauta Laske-painiketta. Laskelmat valmistuvat 193 iteroinnin jälkeen, katso kuva 2.12b). Napsauta Kopioi aktiivisen ikkunan kuvakaappaus leikepöydälle, katso kuva 2.12c). Skaalatut jäännökset voidaan liittää Word-asiakirjaan.
Jälkikäsittely
- Valitse valikosta Tulokset-välilehti ja valitse Pinta-kohdasta Luo>>Line/Rake…. Anna 0.2 x0:lle (m), 0.2 x1:lle (m), 0 y0:lle (m) ja 0.02 m y1:lle (m). Kirjoita uuden pinnan nimeksi x=0.2m ja napsauta Luo. Toista tämä vaihe vielä kolme kertaa ja luo pystysuorat viivat kohtaan x = 0.4 m, pituus 0.04 m, x = 0.6 m, pituus 0.06 m ja x = 0.8 m, pituus 0.08 m. Sulje ikkuna.
- Kaksoisnapsauta Plots ja XY Plot -kohdassa Results in Outline View. Poista valinta Position on X Axis kohdasta Options ja valitse Position on the Y-axis. Aseta Plot Direction X:lle 0 ja 1 Y:lle. Valitse Velocity… ja X Velocity X-akselifunktioksi. Valitse Pinnat-kohdasta neljä viivaa x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m ja x=0.8m.
- Napsauta Ratkaisu XY Plot -ikkunassa Axes… -painiketta. Valitse X-akseli, poista valinta Automaattinen alue kohdasta Asetukset, kirjoita 6 kohtaan Maximum Range, valitse Yleinen tyyppi kohdasta Numeromuoto ja aseta Precision arvoon 0. Napsauta Käytä-painiketta. Valitse Y-akseli, poista valinta kohdasta Auto Range, kirjoita 0.01 kohtaan Maximum Range, valitse Numeromuoto-kohdasta Yleinen tyyppi ja napsauta Käytä-painiketta. Sulje Akselit-ikkuna.
- Napsauta Ratkaisu XY Plot -ikkunassa Curves… -painiketta. Valitse ensimmäinen kuvio kohdasta Line Style for Curve # 0. Valitse merkkityylille mitään symbolia ja napsauta Käytä-painiketta. Valitse seuraavaksi käyrä # 1, valitse seuraava käytettävissä oleva kuvio viivatyylille, ei symbolia merkin tyylille ja napsauta Käytä-painiketta. Jatka tätä valintamallia kahdella seuraavalla käyrällä # 2 ja # 3. Sulje Curves – Solution XY Plot -ikkuna. Napsauta Save/Plot-painiketta Solution XY Plot -ikkunassa ja sulje tämä ikkuna. Napsauta Kopioi aktiivisen ikkunan kuvakaappaus leikepöydälle, katso kuva 2.16c).
XY-kaavio voidaan liittää Word-asiakirjaan. Valitse valikosta Käyttäjän määrittämä-välilehti ja Kenttäfunktiot-kohdasta Mukautettu. Valitse tietty Operandikenttäfunktio avattavasta valikosta valitsemalla Mesh… ja Y-Coordinate. Napsauta Valitse ja syötä määritelmä kuvan 2.16f mukaisesti. Sinun on valittava Mesh… ja X Coordinate sisällyttääksesi x-koordinaatin ja täydentääksesi kenttäfunktion määrittelyä. Kirjoita eta uudeksi funktion nimeksi, napsauta Defi,ne ja sulje ikkuna. Toista tämä vaihe luodaksesi toisen mukautetun kenttäfunktion. Tällä kertaa valitsemme kenttäfunktioiksi Velocity… ja X Velocity ja napsautamme Valitse. Täydennä määritelmä kuvan 2.16g) mukaisesti ja kirjoita u-jaettuna-freestream-nopeus uudeksi funktion nimeksi, napsauta Def, one ja sulje ikkuna.
Miksi loimme itse samankaltaisen koordinaatin?
Osoittautuu, että käyttämällä itsenäistä koordinaattia, nopeus profiles eri virtaussuuntaisissa asennoissa romahtaa yhteen samanlaiseen nopeuspro:iinfile joka on riippumaton virtaussuuntaisesta sijainnista. - Kaksoisnapsauta Plots ja XY Plot -kohdassa Results in Outline View. Aseta X 0:ksi ja Y 1:ksi kaavion suunnaksi. Poista valinta Position on X Axis ja poista Position on the Y-axis kohdasta Options. Valitse mukautetut kenttäfunktiot ja eta Y-akselifunktiolle ja valitse mukautetut kenttäfunktiot ja vapaan virran nopeudella jaettuna X-akselifunktiolle. Aseta file blasius.dat työhakemistossasi. Tämä file voidaan ladata osoitteesta sdcpublications.com tämän kirjan Lataukset-välilehdeltä. Katso kuva 2.19 Mathematica-koodista, jota voidaan käyttää luomaan teoreettinen Blasius velocity profile laminaariseen rajakerroksen virtaukseen tasaisen levyn yli. Exänäample, tässä oppikirjassa työhakemisto on ACTOR:\Users\jmatsson. Napsauta Lataa File. Valitse Files-tyyppi: Kaikki Files (*) ja valitse file blasius.dat työhakemistostasi. Valitse neljä pintaa x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m, x=0.8m ja kuormattu file Teoria.
Napsauta Axes… -painiketta. Valitse Y-Axis Axes-Solution XY Plot -ikkunassa ja poista valinta Automaattinen. Alue. Aseta minimialueeksi 0 ja enimmäisalueeksi 10. Aseta Tyyppi kelluvaksi ja Tarkkuus 0:ksi Numeromuodossa. Kirjoita akselin otsikko muodossa eta ja napsauta Käytä. Valitse X-akseli, poista valinta Automaattinen alue kohdasta Asetukset, kirjoita 1.2 kohtaan Maximum Range, valitse float Type kohdasta Number Format ja aseta Precision arvoon 1. Syötä akselin otsikko muodossa u/U. Napsauta Käytä ja sulje ikkuna. Napsauta Ratkaisu XY Plot -ikkunassa Curves… -painiketta. Valitse ensimmäinen kuvio kohdasta Line Style Curve # 0, katso kuva 2.16a). Valitse merkkityylille mitään symbolia ja napsauta Käytä-painiketta. Valitse seuraavaksi Käyrä # 1, valitse seuraava käytettävissä oleva kuvio viivatyylille, ei symbolia merkin tyylille ja napsauta Käytä-painiketta. Jatka tätä valintamallia kahdella seuraavalla käyrällä # 2 ja # 3. Sulje Curves – Solution XY Plot -ikkuna. Napsauta Save/Plot-painiketta Solution XY Plot -ikkunassa ja sulje tämä ikkuna.
- Napsauta Kopioi aktiivisen ikkunan kuvakaappaus leikepöydälle, katso kuva 2.16c). XY-kaavio voidaan liittää Word-asiakirjaan. Valitse valikosta Käyttäjän määrittämä-välilehti ja Mukautettu. Valitse tietty Operandifunktio avattavasta valikosta valitsemalla Mesh… ja X-Coordinate. Napsauta Valitse ja syötä määritelmä kuvan 2.17e) mukaisesti. Kirjoita rex uudeksi funktion nimeksi, napsauta Määritä ja sulje ikkuna. Kaksoisnapsauta Plots ja XPlotsot kohdassa Results in Outline View. Aseta X:ksi 0 ja Y:ksi 1 kohdassa Piirrä suunta.
Poista valinta Position on X Axis ja poista Position the on Y-axis kohdasta Options. Valitse Y-akselifunktiolle Wall Fluxes ja Skin Kitkakerroin ja valitse XX-akselifunktiolle Custom Field Functions and Rex. Aseta file "Teoreettinen ihon kitkakerroin" työhakemistossasi. Napsauta Lataa File. Valitse Files-tyyppi: Kaikki Files (*) ja valitse file "Teoreettinen ihon kitkakerroin". Valitse Pinnat-kohdasta seinä ja ladattu file Ihon kitka alla File Data. Napsauta Axes… -painiketta. Valitse X-Axis, valitse Asetukset-kohdan Loki-valintaruutu, kirjoita Re-x akselin otsikoksi ja poista valinta Automaattinen. Aseta Vaihtoehdot-kohdassa Vähimmäis-arvoksi 100 ja Maksimi arvoksi 1000000. Aseta Tyyppi arvoksi kelluva ja Tarkkuus 0:ksi Numeromuoto-kohdassa ja napsauta Käytä. Valitse Y-akseli, valitse Loki-valintaruutu Options-kohdassa, kirjoita Cf-x tarraksi ja poista valinta Auto. Alue, aseta Minimi arvoon 0.001 ja Maksimi arvoon 0.1, aseta Tyyppi arvoksi float, Precision arvoon 3 ja napsauta Käytä. Sulje ikkuna. Napsauta Save/Plot Solution XY Plot -ikkunassa. Napsauta Ratkaisu XY Plot -ikkunassa Curves… -painiketta. Valitse ensimmäinen kuvio Lin-kohdasta. e Style for Curve # 0. Valitse mitään symbolia Marker Style:lle ja napsauta Käytä-painiketta. Valitse seuraavaksi Käyrä # 1, valitse seuraava käytettävissä oleva kuvio viivatyylille, ei symbolia merkin tyylille ja napsauta Käytä-painiketta. Sulje Curves – Solution XY Plot -ikkuna. Napsauta Save/Plot-painiketta Solution XY Plot -ikkunassa ja sulje tämä ikkuna. Napsauta Kopioi aktiivisen ikkunan kuvakaappaus leikepöydälle, katso kuva 2.16c). XY-kaavio voidaan liittää Word-asiakirjaan.- Teoria
- Tässä luvussa olemme vertailleet Ansys Fluent velocity pro:tafiles teoreettisella Blasius-nopeudella profile laminaariseen virtaukseen tasaisella levyllä. Muutimme seinän normaalin mal-koordinaatin samankaltaisuuskoordinaatiksi pro-vertailua vartenfiles eri virtaussuuntaisissa paikoissa. Samankaltaisuuskoordinaatti määritellään missä y (m) on seinän normaalikoordinaatti, määritellään
- missä y (m) on seinän normaalikoordinaatti, U (m/s) on vapaan virran nopeus, x (m) on etäisyys seinän virtaussuuntaisesta alkupisteestä ja ) m2 /s) on seinämän kinemaattinen viskositeetti. nestettä. U (m/s) on vapaan virran nopeus, x (m) on etäisyys seinämän virtaussuuntaisesta alkupisteestä ja m2 /s) on nesteen kinemaattinen viskositeetti.
Käytimme myös ei-ulotteista virtausnopeutta u/U, jossa u on ulottuvuusnopeus profile.
u/U piirrettiin Ansys Fluent velocity pro:n funktionafiles verrattuna Blasiuksen teoreettiseen profile ja ne kaikki romahtivat samalla käyrällä itsensä samankaltaisuuden määritelmän mukaan.
Blasiuksen rajakerroksen yhtälö saadaan kaavalla
Rajakerroksen paksuus määritellään etäisyydeksi seinästä paikkaan, jossa rajakerroksen nopeus on saavuttanut 99 % vapaan virtauksen arvosta.
Laminaariselle rajakerrokselle orr meillä on seuraava teoreettinen lauseke rajakerroksen paksuuden vaihtelulle virtaussuuntaisella etäisyydellä x ja Reynoldsin luvulla ACTOR.
- Vastaava lauseke rajakerroksen paksuudelle turbulentissa rajakerroksessa saadaan kaavalla
- Paikallinen ihon kitkakerroin määritellään paikallisena seinämän leikkausjännityksenä jaettuna dynaamisella paineella.
- Laminaarivirtauksen teoreettinen paikallinen kitkakerroin määräytyy
- ja turbulenttiselle virtaukselle meillä on seuraava suhde
Viitteet
- Çengel, YA ja Cimbala JM, Fluid Mechanics Fundamentals and Applications, 1. painos, McGraw-Hill, 2006.
- Richards, S., Cimbala, JM, Martin, K., ANSYS Workbench Tutorial – Boundary Layer on a Flat Plate, Penn State University, 18. toukokuuta 2010 Versio.
- Schlichting, H. ja Gersten, K., Boundary Layer Theory, 8. tarkistettu ja laajennettu painos, Springer, 2001.
- Valkoinen, FM, Fluid Mechanics, 4. painos, McGraw-Hill, 1999.
Harjoitukset
- Käytä tämän luvun Ansys Fluent -simuloinnin tuloksia määrittääksesi rajakerroksen paksuuden virtaussuuntaisissa kohdissa alla olevan taulukon mukaisesti. Täytä puuttuvat tiedot taulukkoon. ACTOR on rajakerroksen nopeus etäisyydellä seinästä, joka on yhtä suuri kuin rajakerroksen paksuus ja U on vapaan virran nopeus.
x (m) o (mm) Sujuva
o (mm) Teoria
Prosenttiero U 8 (m/s)
U (m/s)
v (m2/s)
Re x 0.2 .0000146 0.4 .0000146 0.6 .0000146 0.8 .0000146 - Muuta elementin kooksi 2 mm verkkoa varten ja vertaa tuloksia ihon kitkakertoimen XY-kaavioissa Reynoldsin lukuihin verrattuna tässä luvussa käytettyyn elementin kokoon 1 mm. Vertaa tuloksiasi teoriaan.
- Muuta vapaan virran nopeus arvoon 3 m/s ja luo XY-kuvaaja, joka sisältää nopeuden profiles x = 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 ja 0.9 m. Luo toinen XY-kuvaaja, jolla on samanlainen nopeus profiles tälle pienemmälle vapaan virran nopeudelle ja luo XY-käyrä ihokitkakertoimelle Reynoldsin lukua vastaan.
- Käytä Ansys Fluent -simuloinnin tuloksia harjoituksessa 2.3 rajakerroksen paksuuden määrittämiseen virtaussuuntaisissa kohdissa alla olevan taulukon mukaisesti. Täytä puuttuvat tiedot taulukkoon. on rajakerroksen nopeus etäisyydellä seinästä, joka on yhtä suuri kuin rajakerroksen paksuus ja U on vapaan virran nopeus.
x (m) o (mm) Sujuva
o (mm) Teoria
Prosenttiero 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
Taulukko 2.2 Fluentin ja rajakerroksen paksuuden teorian vertailu
Muuta vapaan virran nopeus alla olevassa taulukossa lueteltuun arvoon ja luo XY-kaavio, joka sisältää nopeuden profiles x = 0.2, 0.4, 0.6 ja 0.8 m. Luo toinen XY-kuvaaja, jolla on samanlainen nopeus profiles vapaalle virtausnopeudellesi ja luo XY-käyrä ihokitkakertoimelle Reynoldsin lukua vastaan.
| Opiskelija | X-Velocity U (m/s) | Maksimi Alue (m/s) varten X Nopeus Juoni |
| 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 |
Lataa PDF: Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation -ohjelmiston käyttöopas