Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation Software User Manual
પ્રકરણ 2. ફ્લેટ પ્લેટ બાઉન્ડરી લેયર
ઉદ્દેશ્યો
- Ansys Fluent માટે Ansys Workbench માં ભૂમિતિ બનાવવી
- લેમિનાર સ્ટેડી 2D પ્લાનર ફ્લો માટે Ansys ફ્લુઅન્ટ સેટ કરવું
- મેશ સેટ કરી રહ્યું છે
- સીમાની શરતો પસંદ કરી રહ્યા છીએ
- ગણતરીઓ ચાલી રહી છે
- પરિણામી પ્રવાહ ક્ષેત્રની કલ્પના કરવા માટે પ્લોટનો ઉપયોગ કરવો
- મેથેમેટિકા કોડનો ઉપયોગ કરીને સૈદ્ધાંતિક ઉકેલ સાથે સરખામણી કરો
સમસ્યાનું વર્ણન
આ પ્રકરણમાં, અમે આડી સપાટ પ્લેટ પર દ્વિ-પરિમાણીય લેમિનાર પ્રવાહનો અભ્યાસ કરવા માટે Ansys Fluent નો ઉપયોગ કરીશું. પ્લેટનું કદ સ્પાનવાઇઝ દિશામાં અનંત માનવામાં આવે છે અને તેથી પ્રવાહ 2D ને બદલે 3D છે. 1 મીટર લાંબી પ્લેટ માટે ઇનલેટ વેગ 5 m/s છે અને અમે લેમિનર સિમ્યુલેશન માટે પ્રવાહી તરીકે હવાનો ઉપયોગ કરીશું. અમે વેગ પ્રો નક્કી કરીશુંfiles અને પ્રો પ્લોટfiles અમે સિમ્યુલેશન માટે જરૂરી ભૂમિતિ બનાવીને શરૂઆત કરીશું.
Ansys વર્કબેન્ચ શરૂ કરી રહ્યા છીએ અને અસ્ખલિત પસંદ કરી રહ્યા છીએ
- Ansys Workbench લોન્ચ કરીને પ્રારંભ કરો. ટૂલબોક્સમાં એનાલિસિસ સિસ્ટમ્સ હેઠળ સ્થિત ફ્લુઇડ ફ્લો (ફ્લુએન્ટ) પર ડબલ-ક્લિક કરો.
Ansys DesignModeler લોન્ચ કરી રહ્યું છે
- Ansys Workbench માં પ્રોજેક્ટ સ્કીમેટિક હેઠળ ભૂમિતિ પસંદ કરો. ભૂમિતિ પર જમણું-ક્લિક કરો અને ગુણધર્મો પસંદ કરો. યોજનાકીય A2: ભૂમિતિના ગુણધર્મોમાં અદ્યતન ભૂમિતિ વિકલ્પો હેઠળ 2D વિશ્લેષણ પ્રકાર પસંદ કરો. પ્રોજેક્ટ સ્કીમેટિકમાં ભૂમિતિ પર જમણું-ક્લિક કરો અને નવી ડિઝાઇનમોડેલર ભૂમિતિ લોંચ કરો પસંદ કરો. DesignModeler માં મેનુમાંથી લંબાઈના એકમ તરીકે એકમો>>મિલીમીટર પસંદ કરો.
- આગળ, આપણે DesignModeler માં ભૂમિતિ બનાવીશું. DesignModeler માં ડાબી બાજુએ ટ્રી આઉટલાઈનમાંથી XYPlane પસંદ કરો. સ્કેચ પર જુઓ પસંદ કરો વૃક્ષની રૂપરેખામાં સ્કેચિંગ ટેબ પર ક્લિક કરો અને રેખા પસંદ કરો
skSketchool. મૂળથી જમણી તરફ 1,000 મીમી લાંબી આડી રેખા દોરો. ખાતરી કરો કે જ્યારે તમે રેખા દોરવાનું શરૂ કરો ત્યારે મૂળ સ્થાને P હોય. ઉપરાંત, ખાતરી કરો કે તમારી પાસે રેખા સાથે H છે જેથી તે આડી હોય અને રેખાના અંતે C હોય. સ્કેચિંગ વિકલ્પોમાં પરિમાણો પસંદ કરો. લીટી પર ક્લિક કરો અને 1000 મીમીની લંબાઈ દાખલ કરો. પ્રથમ આડી રેખાના અંતિમ બિંદુથી શરૂ થતી 100 મીમી લાંબી ઉપરની એક ઊભી રેખા દોરો. ખાતરી કરો કે લાઇન શરૂ કરતી વખતે તમારી પાસે P હોય અને ઊભી રેખા દર્શાવતો V હોય. મૂળથી ડાબી બાજુએ 100 મીમી લાંબી આડી રેખા સાથે આગળ વધો અને ત્યારબાદ બીજી ઊભી રેખા 100 મીમી લાંબી હોય. આગલી લાઇન 100 મીમીની લંબાઇ સાથે આડી હશે જે અગાઉની ઊભી રેખાના અંતિમ બિંદુથી શરૂ થશે અને જમણી તરફ નિર્દેશિત થશે. અંતે, મૂળથી 1,000 mm ઉપર શરૂ થતી 100-mm લાંબી આડી રેખા સાથે લંબચોરસને બંધ કરો અને જમણી તરફ નિર્દેશિત કરો.
- સ્કેચિંગ ટૂલબોક્સીસ હેઠળ મોડેલિંગ ટેબ પર ક્લિક કરો. મેનુમાં સ્કેચમાંથી કોન્સેપ્ટ>>સરફેસીસ પસંદ કરો. બેઝ ઓબ્જેક્ટ તરીકે લંબચોરસની છ ધાર પસંદ કરો અને વિગતોમાં લાગુ કરો પસંદ કરો View. ટૂલબારમાં જનરેટ પર ક્લિક કરો. લંબચોરસ ગ્રે થઈ જાય છે. ગ્રાફિક્સ વિન્ડો પર જમણું-ક્લિક કરવાથી ઝૂમ ટુ ફિટ પસંદ કરો અને ડિઝાઇનમોડેલર બંધ કરો.
- અમે હવે મેશિંગ વિન્ડો ખોલવા માટે Ansys Workbench માં પ્રોજેક્ટ સ્કીમેટિક હેઠળ મેશ પર ડબલ-ક્લિક કરવા જઈ રહ્યા છીએ. મેશિંગ વિન્ડોની રૂપરેખામાં મેશ પસંદ કરો. રાઇટ-ક્લિક કરો અને મેશ જનરેટ કરો પસંદ કરો. એક બરછટ જાળી બનાવવામાં આવે છે. ગ્રાફિક્સ વિન્ડોની નીચેથી યુનિટ સિસ્ટમ્સ>>મેટ્રિક (mm, kg, N …) પસંદ કરો. મેનુમાંથી મેશ>> કંટ્રોલ્સ>>ફેસ મેશિંગ પસંદ કરો. ફેસ મેશિંગની વિગતોમાં સ્કોપ હેઠળ ભૂમિતિની બાજુના પીળા પ્રદેશ પર ક્લિક કરો. ગ્રાફિક્સ વિન્ડોમાં લંબચોરસ પસંદ કરો. "ફેસ મેશિંગ" ની વિગતોમાં ભૂમિતિ માટે લાગુ કરો બટન પર ક્લિક કરો. મેનુમાંથી મેશ>> કંટ્રોલ્સ>>સાઇઝિંગ પસંદ કરો અને ગ્રાફિક્સ વિન્ડોની ઉપર એજ પસંદ કરો. લંબચોરસની 6 ધાર પસંદ કરો. "એજ સાઈઝીંગની વિગતો" માં ભૂમિતિ માટે અરજી કરો પર ક્લિક કરો. "એજ સાઈઝીંગની વિગતો"માં વ્યાખ્યા હેઠળ, તત્વનું કદ પ્રકાર તરીકે પસંદ કરો, તત્વના કદ માટે 1.0 મીમી, ના તરીકે વક્રતા કેપ્ચર કરો અને વર્તન તરીકે સખત. બીજો બાયસ પ્રકાર પસંદ કરો અને બાયસ ફેક્ટર તરીકે 12.0 દાખલ કરો. ટૂંકી ઉપરની આડી ધાર પસંદ કરો અને આ ધારને રિવર્સ બાયસ સાથે લાગુ કરો. મેનુમાં હોમ>>જનરેટ મેશ પર ક્લિક કરો અને આઉટલાઇનમાં મેશ પસંદ કરો. ફિનિશ્ડ મેશ ગ્રાફિક્સ વિન્ડોમાં બતાવવામાં આવે છે.
આપણે પક્ષપાતી જાળી કેમ બનાવી?
હવે આપણે લંબચોરસની કિનારીઓનું નામ બદલવા જઈ રહ્યા છીએ. લંબચોરસની ડાબી ધાર પસંદ કરો, જમણું ક્લિક કરો અને નામવાળી પસંદગી બનાવો પસંદ કરો.
નામ તરીકે ઇનલેટ દાખલ કરો અને OK બટન પર ક્લિક કરો. લંબચોરસની જમણી ઊભી ધાર માટે આ પગલું પુનરાવર્તન કરો અને નામ આઉટલેટ દાખલ કરો. નીચલા લાંબા આડી જમણી ધાર માટે નામવાળી પસંદગી બનાવો અને તેને દિવાલ કહો. અંતે, બાકીની ત્રણ આડી કિનારીઓને નિયંત્રણ-પસંદ કરો અને તેમને આદર્શ દિવાલો નામ આપો. આદર્શ દિવાલ એ એડિબેટિક અને ઘર્ષણ રહિત દિવાલ છે.
- પક્ષપાતી મેશનો ઉપયોગ કરવાનું કારણ એ છે કે આપણને દિવાલની નજીક એક ઝીણી જાળીની જરૂર છે જ્યાં આપણી પાસે પ્રવાહમાં વેગ ગ્રેડિએન્ટ્સ છે. અમે એક ફાઇનર મેશનો પણ સમાવેશ કર્યો છે જ્યાં સપાટ પ્લેટ પર બાઉન્ડ્રી લેયર વિકસિત થવાનું શરૂ થાય છે. પસંદ કરો File>>નિકાસ કરો...>>મેશ>>ફ્લુએન્ટ ઇનપુટ File>> મેનુમાંથી નિકાસ કરો. પ્રકાર તરીકે સાચવો પસંદ કરો: ફ્લુએન્ટ ઇનપુટ Files (*.msh). બાઉન્ડ્રી-લેયર-મેશ દાખલ કરો .s msh file નામ અને સેવ બટન પર ક્લિક કરો. પસંદ કરો File>> મેનુમાંથી પ્રોજેક્ટ સાચવો. પ્રોજેક્ટને ફ્લેટ પ્લેટ બાઉન્ડ્રી લેયર નામ આપો. Ansys Meshing વિન્ડો બંધ કરો. પ્રોજેક્ટ સ્કીમેટિકમાં મેશ પર જમણું-ક્લિક કરો અને અપડેટ પસંદ કરો.
Ansys ફ્લુએન્ટ લોન્ચ
- તમે બે અલગ-અલગ રીતે ફ્લુએન્ટ શરૂ કરી શકો છો, કાં તો Ansys વર્કબેન્ચમાં પ્રોજેક્ટ સ્કીમેટિક હેઠળ સેટઅપ પર ડબલ-ક્લિક કરીને અથવા Ansys 2024 R1 એપ ફોલ્ડરમાં Fluent 2024 R1માંથી સ્ટેન્ડઅલોન મોડ. જો તમે એકલ મોડમાં ફ્લુએન્ટ શરૂ કરો તો તમારે મેશ વાંચવાની જરૂર પડશે. એક એડવાનtagસ્ટેન્ડઅલોન મોડમાં Ansys Fluent શરૂ કરવાનો અર્થ એ છે કે તમે તમારી વર્કિંગ ડિરેક્ટરીનું સ્થાન પસંદ કરી શકો છો જ્યાં તમામ આઉટપુટ files સાચવવામાં આવશે, આકૃતિ 2.6a જુઓ). ડાયમેન્શન 2D અને ફ્લુઅન્ટનું ડબલ પ્રિસિઝન સોલ્વર લોંચ કરો. વિકલ્પો હેઠળ ડબલ ચોકસાઇ તપાસો. કમ્પ્યુટર કોરોની સંખ્યા જેટલી સોલ્વર પ્રક્રિયાઓની સંખ્યા સેટ કરો. ભૌતિક કોરોની સંખ્યા તપાસવા માટે, ટાસ્ક મેનેજર ખોલવા માટે Ctrl + Shift + Esc કીને એકસાથે દબાવો. પરફોર્મન્સ ટેબ પર જાઓ અને ડાબી કોલમમાંથી CPU પસંદ કરો. તમે નીચે-જમણી બાજુએ ભૌતિક કોરોની સંખ્યા જોશો. Ansys સ્ટુડન્ટ મહત્તમ 4 સોલ્વર પ્રક્રિયાઓ સુધી મર્યાદિત છે. ટાસ્ક મેનેજર વિન્ડો બંધ કરો. Ansys Fluent લૉન્ચ કરવા માટે સ્ટાર્ટ બટન પર ક્લિક કરો. કી બિહેવિયરલ ચેન્જીસ વિન્ડો દેખાય તો તેને બંધ કરવા ઓકે ક્લિક કરો.
આકૃતિ 2.6a) લોન્ચિંગ સેટઅપ
શા માટે આપણે ડબલ ચોકસાઇનો ઉપયોગ કરીએ છીએ?
ડબલ ચોકસાઇ સિંગલ ચોકસાઇ કરતાં વધુ સચોટ ગણતરીઓ આપશે. - ટાસ્ક પેજ પર મેશ ઇન જનરલ હેઠળ સ્કેલ… બટનને પસંદ કરીને મેશનું સ્કેલ તપાસો. ખાતરી કરો કે ડોમેન હદ સાચી છે અને સ્કેલ મેશ વિન્ડોને બંધ કરો.
- રૂપરેખામાં સેટઅપ હેઠળ મોડલ્સ અને વિસ્કસ (SST k-omega) પર ડબલ-ક્લિક કરો View. સ્નિગ્ધ મોડેલ તરીકે લેમિનાર પસંદ કરો. વિન્ડો બંધ કરવા માટે બરાબર ક્લિક કરો. આઉટલાઇનમાં સેટઅપ હેઠળ બાઉન્ડ્રી કન્ડીશન્સ પર ડબલ-ક્લિક કરો View. કાર્ય પૃષ્ઠ પર ઝોન હેઠળના ઇનલેટ પર ડબલ-ક્લિક કરો. વેગ સ્પષ્ટીકરણ પદ્ધતિ તરીકે ઘટકો પસંદ કરો અને X-વેગ [m/s] ને 5 પર સેટ કરો.
- Apply બટન પછી ક્લોઝ બટન પર ક્લિક કરો.
- ઝોન હેઠળ ideal_wall પર ડબલ-ક્લિક કરો. નિર્દિષ્ટ શીયરને શીયર કન્ડિશન તરીકે તપાસો અને નિર્દિષ્ટ શીયર સ્ટ્રેસ માટે શૂન્ય મૂલ્ય રાખો કારણ કે આદર્શ દિવાલ ઘર્ષણ રહિત છે. Apply બટન પછી ક્લોઝ બટન પર ક્લિક કરો.
શા માટે આપણે લેમિનારને ચીકણું મોડલ તરીકે પસંદ કર્યું?
પસંદ કરેલ ફ્રી સ્ટ્રીમ વેગ માટે 5 m/s રેનોલ્ડ્સ નંબર પ્લેટની સાથે 500,000 કરતા ઓછો છે અને તેથી પ્રવાહ લેમિનાર છે. 500,000 થી ઉપરના રેનોલ્ડ્સ નંબરો પર ફ્લેટ પ્લેટ સાથે તોફાની પ્રવાહ જોવા મળે છે. - રૂપરેખામાં ઉકેલ હેઠળની પદ્ધતિઓ પર બે વાર ક્લિક કરો View. પ્રેશર માટે સ્ટાન્ડર્ડ પસંદ કરો અને મોમેન્ટમ માટે ફર્સ્ટ ઓર્ડર અપવાઇન્ડ. આઉટલાઇનમાં સેટઅપ હેઠળ સંદર્ભ મૂલ્યો પર ડબલ-ક્લિક કરો View. કાર્ય પૃષ્ઠ પરના ઇનલેટમાંથી ગણતરી પસંદ કરો.
મોમેન્ટમના અવકાશી વિવેકીકરણ માટે આપણે શા માટે ફર્સ્ટ ઓર્ડર અપવિન્ડ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીએ છીએ?
ફર્સ્ટ ઓર્ડર અપવાઇન્ડ પદ્ધતિ સામાન્ય રીતે ઓછી સચોટ હોય છે પરંતુ બીજી ઑર્ડર અપવાઇન્ડ પદ્ધતિ કરતાં વધુ સારી રીતે કન્વર્જ થાય છે. ગણતરીની શરૂઆતમાં ફર્સ્ટ ઓર્ડર અપવાઇન્ડ મેથડથી શરૂઆત કરવી અને સેકન્ડ ઓર્ડર અપવાઇન્ડ મેથડથી ચાલુ રાખવું એ સામાન્ય પ્રથા છે. - આઉટલાઇનમાં સોલ્યુશન હેઠળ ઇનિશિયલાઇઝેશન પર ડબલ-ક્લિક કરો View, સ્ટાન્ડર્ડ ઇનિશિયલાઇઝેશન પસંદ કરો, ઇનલેટમાંથી કોમ્પ્યુટ પસંદ કરો અને ઇનિશિયલાઇઝ બટન પર ક્લિક કરો.
- આઉટલાઇનમાં સોલ્યુશન હેઠળ મોનિટર્સ પર ડબલ-ક્લિક કરો View. આઉટલાઇનમાં મોનિટર હેઠળ શેષ પર ડબલ-ક્લિક કરો View અને તમામ અવશેષો માટે સંપૂર્ણ માપદંડ તરીકે 1e-9 દાખલ કરો. વિન્ડો બંધ કરવા માટે OK બટન પર ક્લિક કરો. પસંદ કરો File>> મેનુમાંથી પ્રોજેક્ટ સાચવો. પસંદ કરો Fileમેનૂમાંથી >>નિકાસ>>કેસ... કેસ સાચવો File ફ્લેટ પ્લેટ બાઉન્ડ્રી લેયર નામ સાથે. CAS.h5
શા માટે અમે સંપૂર્ણ માપદંડ 1e-9 પર સેટ કર્યો?
સામાન્ય રીતે, નિરપેક્ષ માપદંડ જેટલો ઓછો હશે, ગણતરીમાં જેટલો લાંબો સમય લાગશે અને વધુ ચોક્કસ ઉકેલ આપશે. આપણે આકૃતિ 2.12b માં જોઈએ છીએ) કે x-વેગ અને y-વેગ સમીકરણોમાં સાતત્ય સમીકરણ કરતાં ઓછા અવશેષો છે. ત્રણેય સમીકરણો માટે શેષ વળાંકોનો ઢોળાવ તીવ્ર નીચે તરફના વલણ સાથે લગભગ સમાન છે. - સોલ્યુશન હેઠળ રન કેલ્ક્યુલેશન પર ડબલ-ક્લિક કરો અને પુનરાવર્તનોની સંખ્યા માટે 5000 દાખલ કરો. ગણતરી બટન પર ક્લિક કરો. ગણતરીઓ 193 પુનરાવર્તનો પછી પૂર્ણ થશે, આકૃતિ 2.12b જુઓ). ક્લિપબોર્ડ પર સક્રિય વિન્ડોના સ્ક્રીનશૉટની કૉપિ કરો પર ક્લિક કરો, આકૃતિ 2.12c જુઓ). સ્કેલ કરેલા અવશેષોને વર્ડ ડોક્યુમેન્ટમાં પેસ્ટ કરી શકાય છે.
પોસ્ટ-પ્રોસેસિંગ
- મેનુમાં પરિણામો ટેબ પસંદ કરો અને સપાટી હેઠળ બનાવો>>લાઇન/રેક… પસંદ કરો. x0.2 (m) માટે 0, x0.2 (m) માટે 1, y0 (m) માટે 0 અને y0.02 (m) માટે 1 m દાખલ કરો. નવા સરફેસ નામ માટે x=0.2m દાખલ કરો અને બનાવો પર ક્લિક કરો. આ પગલાને વધુ ત્રણ વખત પુનરાવર્તિત કરો અને 0.4 મીટર લંબાઈ સાથે x=0.04m, લંબાઈ 0.6 m સાથે x=0.06m અને 0.8 m લંબાઈ સાથે x=0.08m પર ઊભી રેખાઓ બનાવો. બારી બંધ કરો.
- રૂપરેખામાં પરિણામો હેઠળ પ્લોટ્સ અને XY પ્લોટ પર ડબલ-ક્લિક કરો View. વિકલ્પો હેઠળ X ધરી પરની સ્થિતિને અનચેક કરો અને Y-અક્ષ પર સ્થિતિ તપાસો. Y માટે X થી 0 અને 1 માટે પ્લોટની દિશા સેટ કરો. વેગ પસંદ કરો… અને X વેગને X એક્સિસ ફંક્શન તરીકે. સપાટીઓ હેઠળ x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m અને x=0.8m ચાર રેખાઓ પસંદ કરો.
- સોલ્યુશન XY પ્લોટ વિન્ડોમાં Axes… બટન પર ક્લિક કરો. X-Axis પસંદ કરો, વિકલ્પો હેઠળ ઓટો રેન્જને અનચેક કરો, મહત્તમ શ્રેણી માટે 6 દાખલ કરો, નંબર ફોર્મેટ હેઠળ સામાન્ય પ્રકાર પસંદ કરો અને પ્રિસિઝનને 0 પર સેટ કરો. લાગુ કરો બટન પર ક્લિક કરો. Y-Axis પસંદ કરો, ઑટો રેન્જને અનચેક કરો, મહત્તમ રેન્જ માટે 0.01 દાખલ કરો, નંબર ફોર્મેટ હેઠળ સામાન્ય પ્રકાર પસંદ કરો અને લાગુ કરો બટન પર ક્લિક કરો. Axes વિન્ડો બંધ કરો.
- સોલ્યુશન XY પ્લોટ વિન્ડોમાં Curves… બટન પર ક્લિક કરો. વળાંક # 0 માટે રેખા શૈલી હેઠળ પ્રથમ પેટર્ન પસંદ કરો. માર્કર શૈલી માટે કોઈ પ્રતીક પસંદ કરો અને લાગુ કરો બટન પર ક્લિક કરો. આગળ, વળાંક # 1 પસંદ કરો, રેખા શૈલી માટે આગળની ઉપલબ્ધ પેટર્ન પસંદ કરો, માર્કર શૈલી માટે કોઈ પ્રતીક નથી, અને લાગુ કરો બટન પર ક્લિક કરો. આગામી બે વણાંકો # 2 અને # 3 સાથે પસંદગીની આ પેટર્ન ચાલુ રાખો. કર્વ્સ - સોલ્યુશન XY પ્લોટ વિન્ડો બંધ કરો. સોલ્યુશન XY પ્લોટ વિન્ડોમાં સેવ/પ્લોટ બટન પર ક્લિક કરો અને આ વિન્ડોને બંધ કરો. ક્લિપબોર્ડ પર સક્રિય વિન્ડોના સ્ક્રીનશૉટની કૉપિ કરો પર ક્લિક કરો, આકૃતિ 2.16c જુઓ).
XY પ્લોટને વર્ડ ડોક્યુમેન્ટમાં પેસ્ટ કરી શકાય છે. મેનુમાં યુઝર ડિફાઈન્ડ ટેબ પસંદ કરો અને ફીલ્ડ ફંક્શન્સ હેઠળ કસ્ટમ. મેશ… અને વાય-કોઓર્ડિનેટ પસંદ કરીને ડ્રોપ-ડાઉન મેનૂમાંથી ચોક્કસ ઓપરેન્ડ ફીલ્ડ ફંક્શન પસંદ કરો. પસંદ કરો પર ક્લિક કરો અને આકૃતિ 2.16f માં બતાવ્યા પ્રમાણે વ્યાખ્યા દાખલ કરો). x કોઓર્ડિનેટનો સમાવેશ કરવા અને ફીલ્ડ ફંક્શનની વ્યાખ્યા પૂર્ણ કરવા માટે તમારે મેશ… અને X કોઓર્ડિનેટ પસંદ કરવાની જરૂર છે. નવા ફંક્શન નામ તરીકે eta દાખલ કરો, Defi,ne પર ક્લિક કરો અને વિન્ડો બંધ કરો. અન્ય કસ્ટમ ફીલ્ડ ફંક્શન બનાવવા માટે આ પગલાનું પુનરાવર્તન કરો. આ વખતે, અમે ફિલ્ડ ફંક્શન્સ તરીકે વેલોસિટી… અને એક્સ વેલોસિટી પસંદ કરીએ છીએ અને સિલેક્ટ પર ક્લિક કરીએ છીએ. આકૃતિ 2.16g માં બતાવ્યા પ્રમાણે વ્યાખ્યા પૂર્ણ કરો) અને નવા ફંક્શન નામ તરીકે યુ-વિભાજિત-બાય-ફ્રીસ્ટ્રીમ-વેગ દાખલ કરો, ડેફ, એક પર ક્લિક કરો અને વિન્ડો બંધ કરો.
શા માટે આપણે સ્વ-સમાન સંકલન બનાવ્યું?
તે તારણ આપે છે કે સ્વ-સમાન સંકલનનો ઉપયોગ કરીને, વેગ પ્રોfiles વિવિધ સ્ટ્રીમવાઇઝ પોઝીશન પર એક સ્વ-સમાન વેગ પ્રો પર તૂટી જશેfile જે સ્ટ્રીમવાઇઝ સ્થાનથી સ્વતંત્ર છે. - રૂપરેખામાં પરિણામો હેઠળ પ્લોટ્સ અને XY પ્લોટ પર ડબલ-ક્લિક કરો View. પ્લોટની દિશા તરીકે X ને 0 અને Y થી 1 સેટ કરો. X અક્ષ પરની સ્થિતિને અનચેક કરો અને વિકલ્પો હેઠળ Y-અક્ષ પરની સ્થિતિને અનચેક કરો. Y-Axis ફંક્શન માટે કસ્ટમ ફીલ્ડ ફંક્શન્સ અને eta પસંદ કરો અને X-Axis ફંક્શન માટે કસ્ટમ ફીલ્ડ ફંક્શન્સ અને univided-by-freestream-velocity પસંદ કરો. મૂકો file તમારી કાર્યકારી નિર્દેશિકામાં blasius.dat. આ file આ પુસ્તક માટે ડાઉનલોડ્સ ટેબ હેઠળ sdcpublications.com પરથી ડાઉનલોડ કરી શકાય છે. મેથેમેટિકા કોડ માટે આકૃતિ 2.19 જુઓ જેનો ઉપયોગ સૈદ્ધાંતિક બ્લાસિયસ વેલોસિટી પ્રો જનરેટ કરવા માટે થઈ શકે છેfile ફ્લેટ પ્લેટ પર લેમિનર બાઉન્ડ્રી લેયર ફ્લો માટે. ભૂતપૂર્વ તરીકેample, આ પાઠ્યપુસ્તકમાં કાર્યકારી નિર્દેશિકા ܥ:\Users\jmatsson છે. લોડ પર ક્લિક કરો File. પસંદ કરો Files પ્રકાર: બધા Files (*) અને પસંદ કરો file તમારી કાર્યકારી નિર્દેશિકામાંથી blasius.dat. ચાર સપાટી પસંદ કરો x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m, x=0.8m, અને લોડ થયેલ file થિયરી.
Axes… બટન પર ક્લિક કરો. Axes-Solution XY પ્લોટ વિન્ડોમાં Y-Axis પસંદ કરો અને Auto ને અનચેક કરો. શ્રેણી. ન્યૂનતમ શ્રેણી 0 અને મહત્તમ શ્રેણી 10 પર સેટ કરો. નંબર ફોર્મેટ હેઠળ ફ્લોટ માટે પ્રકાર અને ચોકસાઇ 0 પર સેટ કરો. Eta તરીકે Axis Title દાખલ કરો અને Apply પર ક્લિક કરો. X-Axis પસંદ કરો, વિકલ્પો હેઠળ ઓટો રેન્જને અનચેક કરો, મહત્તમ શ્રેણી માટે 1.2 દાખલ કરો, નંબર ફોર્મેટ હેઠળ ફ્લોટ પ્રકાર પસંદ કરો અને 1 પર પ્રિસિઝન સેટ કરો. એક્સિસ શીર્ષકને u/U તરીકે દાખલ કરો. Apply પર ક્લિક કરો અને વિન્ડો બંધ કરો. સોલ્યુશન XY પ્લોટ વિન્ડોમાં Curves… બટન પર ક્લિક કરો. વળાંક # 0 માટે રેખા શૈલી હેઠળ પ્રથમ પેટર્ન પસંદ કરો, આકૃતિ 2.16a જુઓ). માર્કર સ્ટાઈલ માટે કોઈ સિમ્બોલ પસંદ ન કરો અને Apply બટન પર ક્લિક કરો. આગળ, વળાંક # 1 પસંદ ન કરો, લાઇન શૈલી માટે આગળની ઉપલબ્ધ પેટર્ન પસંદ કરો, માર્કર શૈલી માટે કોઈ પ્રતીક નથી, અને લાગુ કરો બટન પર ક્લિક કરો. આગામી બે વણાંકો # 2 અને # 3 સાથે પસંદગીની આ પેટર્ન ચાલુ રાખો. કર્વ્સ - સોલ્યુશન XY પ્લોટ વિન્ડો બંધ કરો. સોલ્યુશન XY પ્લોટ વિન્ડોમાં સેવ/પ્લોટ બટન પર ક્લિક કરો અને આ વિન્ડોને બંધ કરો.
- ક્લિપબોર્ડ પર સક્રિય વિન્ડોના સ્ક્રીનશૉટની કૉપિ કરો પર ક્લિક કરો, આકૃતિ 2.16c જુઓ). XY પ્લોટને વર્ડ ડોક્યુમેન્ટમાં પેસ્ટ કરી શકાય છે. મેનુ અને કસ્ટમમાં યુઝર ડિફાઈન્ડ ટેબ પસંદ કરો. મેશ… અને એક્સ-કોઓર્ડિનેટ પસંદ કરીને ડ્રોપ-ડાઉન મેનૂમાંથી ચોક્કસ ઓપરેન્ડ ફંક્શન પસંદ કરો. પસંદ કરો પર ક્લિક કરો અને આકૃતિ 2.17e માં બતાવ્યા પ્રમાણે વ્યાખ્યા દાખલ કરો). નવા ફંક્શન નેમ તરીકે રેક્સ દાખલ કરો, ડિફાઈન પર ક્લિક કરો અને વિન્ડો બંધ કરો. રૂપરેખામાં પરિણામો હેઠળ પ્લોટ્સ અને XPlotsot પર ડબલ-ક્લિક કરો View. પ્લોટ ડાયરેક્શન હેઠળ X ને 0 અને Y થી 1 સેટ કરો.
X અક્ષ પરની સ્થિતિને અનચેક કરો અને વિકલ્પો હેઠળ Y-અક્ષ પરની સ્થિતિને અનચેક કરો. Y-Axis ફંક્શન માટે વોલ ફ્લક્સ અને સ્કીન ફ્રિકશન ગુણાંક પસંદ કરો અને XX-AxisFunction માટે કસ્ટમ ફીલ્ડ ફંક્શન્સ અને રેક્સ પસંદ કરો. મૂકો file તમારી કાર્યકારી નિર્દેશિકામાં “સૈદ્ધાંતિક ત્વચા ઘર્ષણ ગુણાંક”. લોડ પર ક્લિક કરો File. પસંદ કરો Files પ્રકાર: બધા Files (*) અને પસંદ કરો file "સૈદ્ધાંતિક ત્વચા ઘર્ષણ ગુણાંક". સપાટીઓ અને લોડ હેઠળ દિવાલ પસંદ કરો file હેઠળ ત્વચા ઘર્ષણ File ડેટા. Axes… બટન પર ક્લિક કરો. X-Axis ને ચેક કરો, વિકલ્પો હેઠળ લોગ માટેના બોક્સને ચેક કરો, Axis શીર્ષક તરીકે Re-x દાખલ કરો અને Auto ને અનચેક કરો. વિકલ્પ હેઠળની શ્રેણી ન્યૂનતમ 100 અને મહત્તમ 1000000 પર સેટ કરો. નંબર ફોર્મેટ હેઠળ ફ્લોટ માટે પ્રકાર અને પ્રિસિઝન 0 પર સેટ કરો અને લાગુ કરો પર ક્લિક કરો. Y-Axis ને ચેક કરો, વિકલ્પો હેઠળ લોગ માટેના બોક્સને ચેક કરો, Cf-xને લેબલ તરીકે દાખલ કરો અને ઓટોને અનચેક કરો. રેન્જ, ન્યૂનતમ 0.001 અને મહત્તમ 0.1 પર સેટ કરો, ફ્લોટ કરવા માટે પ્રકાર સેટ કરો, પ્રિસિઝન 3 પર સેટ કરો અને લાગુ કરો પર ક્લિક કરો. બારી બંધ કરો. સોલ્યુશન XY પ્લોટ વિન્ડોમાં સેવ/પ્લોટ પર ક્લિક કરો. સોલ્યુશન XY પ્લોટ વિન્ડોમાં Curves… બટન પર ક્લિક કરો. લિન હેઠળ પ્રથમ પેટર્ન પસંદ કરો. કર્વ # 0 માટે e શૈલી. માર્કર શૈલી માટે કોઈ સિમ્બોલ પસંદ કરો અને લાગુ કરો બટન પર ક્લિક કરો. આગળ, કર્વ # 1 પસંદ કરો, લાઇન શૈલી માટે આગળની ઉપલબ્ધ પેટર્ન પસંદ કરો, માર્કર શૈલી માટે કોઈ પ્રતીક નથી, અને લાગુ કરો બટન પર ક્લિક કરો. કર્વ્સ - સોલ્યુશન XY પ્લોટ વિન્ડો બંધ કરો. સોલ્યુશન XY પ્લોટ વિન્ડોમાં સેવ/પ્લોટ બટન પર ક્લિક કરો અને આ વિન્ડોને બંધ કરો. ક્લિપબોર્ડ પર સક્રિય વિન્ડોના સ્ક્રીનશૉટની કૉપિ કરો પર ક્લિક કરો, આકૃતિ 2.16c જુઓ). XY પ્લોટને વર્ડ ડોક્યુમેન્ટમાં પેસ્ટ કરી શકાય છે.- થિયરી
- આ પ્રકરણમાં, અમે Ansys Fluent velocity pro ની સરખામણી કરી છેfileસૈદ્ધાંતિક Blasius વેગ પ્રો સાથેfile ફ્લેટ પ્લેટ પર લેમિનર ફ્લો માટે. અમે પ્રોની સરખામણી માટે દિવાલ-સામાન્ય mal કોઓર્ડિનેટને સમાનતા સંકલનમાં રૂપાંતરિત કર્યુંfiles વિવિધ સ્ટ્રીમવાઇઝ સ્થાનો પર. સમાનતા કોઓર્ડિનેટ વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જ્યાં y (m) દિવાલ-સામાન્ય સંકલન છે, તે દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે
- જ્યાં y (m) એ દિવાલ-સામાન્ય સંકલન છે, U (m/s) એ મુક્ત પ્રવાહ વેગ છે, x (m) એ દિવાલની સ્ટ્રીમવાઇઝ મૂળથી અંતર છે અને ¥) m2 /s) એ ની ગતિશીલ સ્નિગ્ધતા છે પ્રવાહી U (m/s) એ ફ્રી સ્ટ્રીમ વેગ છે, x (m) એ દિવાલના સ્ટ્રીમવાઇઝ મૂળથી અંતર છે અને m2/s) એ પ્રવાહીની ગતિશીલ સ્નિગ્ધતા છે.
અમે નોન-ડાયમેન્શનલ સ્ટ્રીમવાઇઝ વેલોસીટી u/U નો પણ ઉપયોગ કર્યો છે જ્યાં u એ ડાયમેન્શનલ વેલોસીટી પ્રો છેfile.
Ansys Fluent velocity pro માટે u/U ની વિરુદ્ધ કાવતરું ઘડવામાં આવ્યું હતુંfileબ્લેસિયસના સૈદ્ધાંતિક તરફી સાથે સરખામણીમાં sfile અને તે બધા સ્વ-સમાનતાની વ્યાખ્યા મુજબ સમાન વળાંક પર તૂટી પડ્યા.
બ્લાસિયસ બાઉન્ડ્રી લેયર સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે
બાઉન્ડ્રી લેયરની જાડાઈને દિવાલથી તે સ્થાન સુધીના અંતર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જ્યાં બાઉન્ડ્રી લેયરમાં વેગ ફ્રી સ્ટ્રીમ મૂલ્યના 99% સુધી પહોંચ્યો હોય.
લેમિનર બાઉન્ડ્રી લેયર orr માટે અમારી પાસે સ્ટ્રીમવાઇઝ અંતર x અને રેનોલ્ડ્સ નંબર ܴ સાથે સીમા સ્તરની જાડાઈના તફાવત માટે નીચેની સૈદ્ધાંતિક અભિવ્યક્તિ છે.
- તોફાની સીમા સ્તરમાં સીમા સ્તરની જાડાઈ માટે અનુરૂપ અભિવ્યક્તિ આના દ્વારા આપવામાં આવે છે
- સ્થાનિક ત્વચા ઘર્ષણ ગુણાંકને ગતિશીલ દબાણ દ્વારા વિભાજિત સ્થાનિક દિવાલ શીયર સ્ટ્રેસ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
- લેમિનર પ્રવાહ માટે સૈદ્ધાંતિક સ્થાનિક ઘર્ષણ ગુણાંક દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે
- અને અશાંત પ્રવાહ માટે, અમારો નીચેનો સંબંધ છે
સંદર્ભો
- Çengel, YA, અને Cimbala JM, ફ્લુઇડ મિકેનિક્સ ફંડામેન્ટલ્સ એન્ડ એપ્લીકેશન્સ, 1લી આવૃત્તિ, મેકગ્રો-હિલ, 2006.
- રિચાર્ડ્સ, એસ., સિમ્બલા, જેએમ, માર્ટિન, કે., એએનએસવાયએસ વર્કબેન્ચ ટ્યુટોરીયલ - ફ્લેટ પ્લેટ પર બાઉન્ડ્રી લેયર, પેન સ્ટેટ યુનિવર્સિટી, 18 મે 2010 પુનરાવર્તન.
- સ્લિચિંગ, એચ., અને ગેરસ્ટેન, કે., બાઉન્ડ્રી લેયર થિયરી, 8મી રિવાઇઝ્ડ એન્ડ એન્લાર્જ્ડ એડિશન, સ્પ્રિંગર, 2001.
- વ્હાઇટ, એફએમ, ફ્લુઇડ મિકેનિક્સ, 4થી આવૃત્તિ, મેકગ્રો-હિલ, 1999.
કસરતો
- નીચે આપેલા કોષ્ટકમાં બતાવ્યા પ્રમાણે સ્ટ્રીમવાઇઝ પોઝિશન્સ પર બાઉન્ડ્રી લેયરની જાડાઈ નક્કી કરવા માટે આ પ્રકરણમાં Ansys ફ્લુએન્ટ સિમ્યુલેશનના પરિણામોનો ઉપયોગ કરો. કોષ્ટકમાં ખૂટતી માહિતી ભરો. ܷ એ બાઉન્ડ્રી લેયરની જાડાઈની બરાબર દિવાલથી અંતરે બાઉન્ડ્રી લેયરનો વેગ છે અને U એ ફ્રી સ્ટ્રીમ વેગ છે.
x (m) o (mm) અસ્ખલિત
o (mm) થિયરી
ટકા તફાવત U 8 (m/s)
U (m/s)
v (m2/ઓ)
Re x 0.2 .0000146 0.4 .0000146 0.6 .0000146 0.8 .0000146 - મેશ માટે તત્વનું કદ 2 મીમીમાં બદલો અને ત્વચા ઘર્ષણ ગુણાંકના XY પ્લોટમાં પરિણામોની સરખામણી રેનોલ્ડ્સ નંબરની સરખામણીમાં 1 મીમીના તત્વ કદ સાથે કરો જેનો આ પ્રકરણમાં ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. થિયરી સાથે તમારા પરિણામોની તુલના કરો.
- ફ્રી સ્ટ્રીમ વેગને 3 m/s માં બદલો અને વેલોસિટી પ્રો સહિત XY પ્લોટ બનાવોfilex = 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 અને 0.9 મીટર પર s. સ્વ-સમાન વેગ પ્રો સાથે અન્ય XY પ્લોટ બનાવોfiles આ નીચલા ફ્રી સ્ટ્રીમ વેગ માટે અને રેનોલ્ડ્સ નંબર વિરુદ્ધ ત્વચા ઘર્ષણ ગુણાંક માટે XY પ્લોટ બનાવો.
- નીચે આપેલા કોષ્ટકમાં બતાવ્યા પ્રમાણે સ્ટ્રીમવાઇઝ પોઝિશન્સ પર બાઉન્ડ્રી લેયરની જાડાઈ નક્કી કરવા કસરત 2.3 માં Ansys ફ્લુએન્ટ સિમ્યુલેશનના પરિણામોનો ઉપયોગ કરો. કોષ્ટકમાં ખૂટતી માહિતી ભરો. દિવાલથી બાઉન્ડ્રી લેયરની જાડાઈ જેટલી જ અંતરે બાઉન્ડ્રી લેયરનો વેગ છે અને U એ ફ્રી સ્ટ્રીમ વેગ છે.
x (m) o (mm) અસ્ખલિત
o (mm) થિયરી
ટકા તફાવત U 8 (m/s)
U (m/s)
v (m2/ઓ)
Re x 0.1 .0000146 0.2 .0000146 0.5 .0000146 0.7 .0000146 0.9 .0000146
કોષ્ટક 2.2 સીમા સ્તરની જાડાઈ માટે અસ્ખલિત અને સિદ્ધાંત વચ્ચે સરખામણી
નીચે આપેલા કોષ્ટકમાં સૂચિબદ્ધ મૂલ્યમાં મુક્ત પ્રવાહ વેગ બદલો અને વેગ પ્રો સહિત XY પ્લોટ બનાવોfilex = 0.2, 0.4, 0.6 અને 0.8 મીટર પર s. સ્વ-સમાન વેગ પ્રો સાથે અન્ય XY પ્લોટ બનાવોfileતમારા ફ્રી સ્ટ્રીમ વેગ માટે s અને રેનોલ્ડ્સ નંબર વિરુદ્ધ ત્વચા ઘર્ષણ ગુણાંક માટે XY પ્લોટ બનાવો.
| વિદ્યાર્થી | X-વેગ U (m/s) | મહત્તમ શ્રેણી (m/s) માટે X વેગ પ્લોટ |
| 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 |
પીડીએફ ડાઉનલોડ કરો: Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation Software User Manual