Ansys-LOGO

Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation Software felhasználói kézikönyv

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

FEJEZET 2. SÍK LEMEZ HATÁRRÉTEG

Célok

  • Geometria létrehozása az Ansys Workbenchben az Ansys Fluent számára
  • Az Ansys Fluent beállítása a Laminar Steady 2D Planar Flow-hoz
  • Mesh beállítása
  • Peremfeltételek kiválasztása
  • Számítások futtatása
  • Plots használata az eredmény áramlási mező megjelenítéséhez
  • Hasonlítsa össze a Mathematica kódot használó elméleti megoldással

Probléma leírása
Ebben a fejezetben az Ansys Fluent segítségével vizsgáljuk a kétdimenziós lamináris áramlást vízszintes síklemezen. A lemez méretét fesztávolságban végtelennek tekintjük, ezért az áramlás 2D helyett 3D. Az 1 m hosszú lemez bemeneti sebessége 5 m/s, és a lamináris szimulációk folyadékaként levegőt használunk. Meghatározzuk a sebességet profiles és ábrázolja a profiles. Kezdjük a szimulációhoz szükséges geometria létrehozásával.

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

Az Ansys Workbench indítása és a Fluent kiválasztása

  1. Kezdje az Ansys Workbench elindításával. Kattintson duplán a Fluid Flow (Fluent) elemre, amely az Eszköztár elemzőrendszerei alatt található.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (2)
    Az Ansys DesignModeler elindításaAnsys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (3)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (4)
  2. Válassza a Geometry lehetőséget az Ansys Workbench Project Schematic alatt. Kattintson a jobb gombbal a Geometria elemre, és válassza a Tulajdonságok menüpontot. Válassza ki a 2D elemzés típusát a Speciális geometriai beállítások alatt a Sematikus A2: Geometria tulajdonságaiban. Kattintson jobb gombbal a Geometry elemre a Project Schematic alkalmazásban, és válassza az Új DesignModeler geometria indítása lehetőséget. Válassza ki a Mértékegységek>>Milliméter hosszmértékegységet a DesignModeler menüjében.
  3. Ezután létrehozzuk a geometriát a DesignModelerben. Válassza ki az XYPlane elemet a DesignModeler bal oldali favázlatából. Válassza a Nézd meg a vázlatot Kattintson a Vázlat fülre a Favázlatban, és válassza ki a Vonalt Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (5)skSketchool. Rajzolj egy 1,000 mm hosszú vízszintes vonalat az origótól jobbra. Győződjön meg arról, hogy P betű van az origóban, amikor elkezdi rajzolni a vonalat. Ügyeljen arra is, hogy a vonal mentén legyen H betű, hogy az vízszintes legyen, és egy C a sor végén. Válassza a Méretek lehetőséget a Vázlatkészítési beállításoknál. Kattintson a vonalra, és adjon meg egy 1000 mm hosszúságot. Rajzoljon felfelé egy 100 mm hosszú függőleges vonalat az első vízszintes vonal végpontjától kezdve. Győződjön meg arról, hogy P betű van a vonal indításakor, és V, amely függőleges vonalat jelöl. Folytassa egy 100 mm hosszú vízszintes vonallal az origótól balra, majd egy másik, 100 mm hosszú függőleges vonallal. A következő vonal vízszintes, 100 mm hosszú, az előző függőleges vonal végpontjától kezdődően és jobbra irányul. Végül zárja le a téglalapot egy 1,000 mm hosszú vízszintes vonallal, amely 100 mm-rel az origó felett kezdődik és jobbra irányul.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (6)
  4. Kattintson a Modellezés fülre a Vázlatkészítő eszköztárak alatt. Válassza a Koncepció>>Felületek a vázlatokból lehetőséget a menüben. A Vezérlő jelölje ki a téglalap hat élét Alapobjektumként, majd válassza az Alkalmaz lehetőséget a Részletek részben View. Kattintson az eszköztár Generálás elemére. A téglalap szürkévé válik. Kattintson a jobb gombbal a grafikus ablakra, és válassza a Zoom to Fit lehetőséget, és zárja be a DesignModelert.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (9)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (10)
  5. Most duplán kattintunk a Mesh elemre az Ansys Workbench Project Schematic alatt a Meshing ablak megnyitásához. Válassza a Háló elemet a Hálózati ablak körvonalában. Kattintson a jobb gombbal, és válassza a Háló létrehozása lehetőséget. Durva háló jön létre. A grafikus ablak alján válassza a Mértékegységrendszerek>>Metric (mm, kg, N …) lehetőséget. Válassza a Mesh>> Controls>> Face Meshing menüpontot a menüből. Kattintson a Geometria melletti sárga területre a Hatókör alatt a Face Meshing részleteinél. Válassza ki a téglalapot a grafikus ablakban. Kattintson az Alkalmaz gombra a Geometriához a „Face Meshing” részben. Válassza a Háló>> Vezérlők>>Méret lehetőséget a menüből, majd a grafikus ablak felett válassza az Edge lehetőséget. Jelölje ki a téglalap 6 élét. Kattintson a Geometria jelentkezése lehetőségre az „Élméretezés részletei” részben. A „Definition of Edge Sizing” részben válassza az Elemméretet típusként, az 1.0 mm-t az Elemméretként, a Görbület rögzítése a Nem és a Kemény mint Viselkedést. Válassza ki a második torzítási típust, és adja meg a 12.0 értéket torzítási tényezőként. Válassza ki a rövidebb felső vízszintes élt, és alkalmazza ezt az élt fordított előfeszítéssel. Kattintson a Kezdőlap>>Háló létrehozása elemre a menüben, és válassza a Háló elemet az Outline-ban. A kész háló megjelenik a grafikus ablakban.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (11)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (12)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (14)
    Miért hoztunk létre torzított hálót?
    Most átnevezzük a téglalap éleit. Jelölje ki a téglalap bal szélét, kattintson a jobb gombbal, és válassza a Név szerinti kijelölés létrehozása lehetőséget.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (15)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (16) Adja meg névként a bemenetet, majd kattintson az OK gombra. Ismételje meg ezt a lépést a téglalap jobb függőleges széléhez, és adja meg a névkimenetet. Hozzon létre egy elnevezett kijelölést az alsó hosszabb vízszintes jobb szélhez, és hívja falnak. Végül válassza ki a fennmaradó három vízszintes élt, és nevezze el az ideális falat. Ideális fal az adiabatikus és súrlódásmentes fal.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (17)
  6. A torzított háló használatának az az oka, hogy finomabb hálóra van szükségünk a fal közelében, ahol az áramlásban sebességgradiensek vannak. Beépítettünk egy finomabb hálót is, ahol a lapos lemezen elkezd kialakulni a határréteg. Válassza ki File>>Exportálás…>>Mesh>>FLUENT bemenet File>>Exportálás a menüből. Válassza a Mentés típusa: FLUENT Bemenet lehetőséget Files (*.msh). Írja be a boundary-layer-mesh .msh értéket az s-be file nevet, és kattintson a Mentés gombra. Válassza ki File>> Projekt mentése a menüből. Nevezze el a projektet Síklemez határréteg. Zárja be az Ansys Meshing ablakot. Kattintson a jobb gombbal a Mesh elemre a Project Schematicban, és válassza a Frissítés lehetőséget.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (18)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (19)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (20)
    Az Ansys Fluent elindításaAnsys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (21)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (22)
  7. A Fluent két különböző módon indítható el: vagy duplán kattint a Setup elemre az Ansys Workbench Project Schematic alatt, vagy önálló módban a Fluent 2024 R1 alkalmazásból az Ansys 2024 R1 alkalmazás mappájában. Ha a Fluent önálló módban indítja el, el kell olvasnia a hálót. Egy advantagAz Ansys Fluent önálló módban való indításának egyik előnye, hogy kiválaszthatja a munkakönyvtár helyét, ahol az összes kimenet files mentésre kerül, lásd 2.6a ábra). Indítsa el a Fluent Dimension 2D és Double Precision Solver szoftverét. Jelölje be a Dupla pontosságot az Opciók alatt. Állítsa be a megoldófolyamatok számát a számítógépmagok számával megegyezően. A fizikai magok számának ellenőrzéséhez nyomja le egyszerre a Ctrl + Shift + Esc billentyűket a Feladatkezelő megnyitásához. Lépjen a Teljesítmény fülre, és válassza a CPU lehetőséget a bal oldali oszlopban. A fizikai magok száma a jobb alsó sarokban látható. Az Ansys Student legfeljebb 4 megoldó folyamatra korlátozódik. Zárja be a Feladatkezelő ablakot. Kattintson a Start gombra az Ansys Fluent elindításához. Kattintson az OK gombra a Key Behavioral Changes ablak bezárásához, ha megjelenik.
    2.6a ábra) A Setup indításaAnsys-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)Miért használunk kettős pontosságot?
    A kettős pontosság pontosabb számításokat ad, mint az egyszeri pontosság.
  8. Ellenőrizze a háló méretarányát a Scale… gomb kiválasztásával a Mesh in General alatt a feladatoldalon. Győződjön meg arról, hogy a Domain Extent helyes, és zárja be a Scale Mesh ablakot.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (28)
  9. Kattintson duplán a Models and Viscous (SST k-omega) elemre az Outline Setup alatt View. Viszkózus modellként válassza a Laminart. Kattintson az OK gombra az ablak bezárásához. Kattintson duplán a Peremfeltételekre a vázlat Beállítás alatt View. Kattintson duplán a Zóna alatti bemenetre a Feladatoldalon. Válassza az Összetevők lehetőséget Sebesség-specifikációs módszerként, és állítsa az X-Sebesség [m/s] értékét 5-re.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (29)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (30)
  10. Kattintson az Alkalmaz gombra, majd a Bezárás gombra.
  11. Kattintson duplán az ideal_wall elemre a Zónák alatt. Ellenőrizze a megadott nyírást nyírási feltételként, és tartsa nulla értékét a megadott nyírófeszültséghez, mivel az ideális fal súrlódásmentes. Kattintson az Alkalmaz gombra, majd a Bezárás gombra.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (31)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (32)
    Miért választottuk a Laminart viszkózus modellnek?
    A választott 5 m/s szabad áramlási sebességnél a Reynolds-szám kisebb, mint 500,000 500,000 a lemez mentén, ezért az áramlás lamináris. Turbulens áramlás lapos lemez mentén fordul elő XNUMX XNUMX feletti Reynolds-számoknál.
  12. Kattintson duplán a Methods (Módszerek) elemre a Megoldás alatt a Vázlatban View. Válassza a Normál nyomást és a First Order Upwind a Momentum beállítást. Kattintson duplán a Referenciaértékek elemre a Beállítás alatt a Vázlatban View. Válassza a Számítás lehetőséget a Feladatoldal bemeneténél.
    Miért használjuk a First Order Upwind módszert a lendület térbeli diszkretizálására?
    A First Order Upwind módszer általában kevésbé pontos, de jobban konvergál, mint a Second Order Upwind módszer. Általános gyakorlat, hogy a számítások elején az Első rendű felfelé irányuló módszerrel kezdjük, és a Másodrendű felfelé irányuló módszerrel folytatjuk.
  13. Kattintson duplán az Inicializálás elemre a Megoldás alatt a Vázlatban View, válassza a Szabványos inicializálás lehetőséget, válassza a Számítás lehetőséget a bemeneten, és kattintson az Inicializálás gombra.
  14. Kattintson duplán a Monitorok elemre a Megoldás alatt a Vázlatban View. Kattintson duplán a Residual elemre a Monitors alatt az Outline-ban View és adja meg az 1e-9-et abszolút kritériumként az összes maradékhoz. Kattintson az OK gombra az ablak bezárásához. Válassza ki File>> Projekt mentése a menüből. Válassza ki File>>Export>>Case… a menüből. Mentse az ügyet File laposlemez határréteg elnevezéssel. CAS.h5
    Miért állítottuk be az abszolút kritériumokat 1e-9 közé?
    Általában minél alacsonyabb az abszolút kritérium, annál hosszabb időt vesz igénybe a számítás, és pontosabb megoldást ad. A 2.12b) ábrán láthatjuk, hogy az x-sebesség és az y-sebesség egyenletnek kisebb a maradéka, mint a folytonossági egyenletnek. A reziduális görbék meredeksége mindhárom egyenlet esetében körülbelül azonos, éles lefelé mutató tendenciával.
  15. Kattintson duplán a Számítás futtatása elemre a Megoldás alatt, és írja be az 5000-et az iterációk számához. Kattintson a Számítás gombra. A számítások 193 iteráció után fejeződnek be, lásd a 2.12b. ábrát. Kattintson az Aktív ablak képernyőképének másolása a vágólapra lehetőségre, lásd a 2.12c ábrát). A Scaled Residuals beilleszthető egy Word dokumentumba.
    UtófeldolgozásAnsys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (33)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (34)
  16. Válassza az Eredmények fület a menüben, és válassza a Create>>Line/Rake… menüpontot a Surface alatt. Írjon be 0.2-t x0 (m), 0.2-t x1 (m), 0-t y0 (m) és 0.02 m értéket y1 (m) esetén. Írja be az x=0.2m-t az új felület nevéhez, majd kattintson a Létrehozás gombra. Ismételje meg ezt a lépést még háromszor, és hozzon létre függőleges vonalakat x = 0.4 m hosszban 0.04 m, x = 0.6 m 0.06 m hosszúsággal és x = 0.8 m 0.08 m hosszúsággal. Csukja be az ablakot.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (42)
  17. Kattintson duplán a Plots és az XY Plot elemre a vázlat Eredmények alatt View. Törölje a Pozíció az X tengelyen jelölőnégyzetet az Opciók alatt, és jelölje be a Pozíció az Y tengelyen lehetőséget. Állítsa a Plot Direction-t X-re 0-ra és 1-re Y-re. Válassza ki a Velocity… és az X Velocity-t X tengelyfüggvényként. Válassza ki a négy sort: x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m és x=0.8m a Felületek alatt.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (43)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (44)
  18. Kattintson a Tengelyek… gombra a Solution XY Plot ablakban. Válassza ki az X-tengelyt, törölje az Auto Range jelölőnégyzetet az Opciók alatt, írja be a 6-ot a Maximum Range mezőbe, válassza ki az Általános típust a Számformátum alatt, és állítsa a Precision értéket 0-ra. Kattintson az Alkalmaz gombra. Válassza ki az Y-tengelyt, törölje az Automatikus tartomány jelölését, írja be a 0.01-et a Maximum Range mezőbe, válassza ki az Általános típust a Számformátum alatt, és kattintson az Alkalmaz gombra. Zárja be a Tengelyek ablakot.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (45)
  19. Kattintson a Curves… gombra a Solution XY Plot ablakban. Jelölje ki az első mintát a Vonalstílus alatt a 0. számú görbéhez. Válasszon ne szimbólumot a Marker Style-hez, és kattintson az Alkalmaz gombra. Ezután válassza ki az 1. görbét, válassza ki a következő elérhető mintát a Vonalstílushoz, a Jelölőstílushoz ne legyen szimbólum, majd kattintson az Alkalmaz gombra. Folytassa ezt a kijelölési mintát a következő két 2. és 3. görbével. Zárja be a Curves – Solution XY Plot ablakot. Kattintson a Mentés/Plot gombra a Solution XY Plot ablakban, és zárja be ezt az ablakot. Kattintson az Aktív ablak képernyőképének másolása a vágólapra lehetőségre, lásd a 2.16c ábrát).Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (46)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (47) Az XY Plot beilleszthető Word dokumentumba. Válassza a Felhasználó által definiált lapot a menüben, majd a Custom (Mezőfüggvények) részben. Válasszon ki egy adott operandusmező függvényt a legördülő menüből a Mesh… és az Y-Coordinate kiválasztásával. Kattintson a Kiválasztás gombra, és írja be a definíciót a 2.16f ábrán látható módon. Ki kell választania a Mesh… és az X koordinátát, hogy tartalmazza az x koordinátát és befejezze a mezőfüggvény meghatározását. Írja be az eta-t új függvénynévként, kattintson a Defi,ne gombra, és zárja be az ablakot. Ismételje meg ezt a lépést egy másik egyéni mezőfüggvény létrehozásához. Ezúttal a Velocity… és az X Velocity mezőfüggvényeket választjuk ki, majd kattintsunk a Kiválasztás gombra. Fejezze be a definíciót a 2.16g) ábrán látható módon, és adja meg az u-divided-by-freestream-velocity-t az új függvénynévként, kattintson a Def, one-ra, és zárja be az ablakot.
    Miért hoztunk létre egy önhasonló koordinátát?
    Kiderült, hogy egy önhasonló koordináta használatával a sebesség profiles különböző áramlási pozíciókban összeomlik egy önhasonló sebességű profile amely független az áramlási helytől.
  20. Kattintson duplán a Plots és az XY Plot elemre a vázlat Eredmények alatt View. Állítsa X-et 0-ra és Y-t 1-re, mint Plot Direction. Törölje a jelölést a Pozíció az X tengelyen és a Pozíció az Y tengelyen jelölőnégyzetből az Opciók alatt. Válassza az Egyéni mezőfüggvényeket és az eta-t az Y-tengely funkcióhoz, és válassza az Egyéni mezőfüggvényeket és a szabad áramlási sebességgel osztva az X-tengely funkcióhoz. Helyezze el a file blasius.dat a munkakönyvtárában. Ez file letölthető az sdcpublications.com webhelyről a könyv Letöltések lapjáról. Lásd a 2.19. ábrát az elméleti Blasius sebesség pro generálásához használható Mathematica kódhozfile lamináris határréteg-áramláshoz egy lapos lemezen. Mint example, ebben a tankönyvben a munkakönyvtár a következő: ACTOR:\Users\jmatsson. Kattintson a Betöltés gombra File. Válassza ki Files típusa: Mind Files (*), és válassza ki a file blasius.dat a munkakönyvtárából. Válassza ki a négy felületet x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m, x=0.8m, és a terhelt file Elmélet.
    Kattintson a Tengelyek… gombra. Válassza az Y-tengely elemet az Axes-Solution XY Plot ablakban, és törölje az Auto jelölést. Hatótávolság. Állítsa a Minimális tartományt 0-ra és a Maximális tartományt 10-re. Állítsa a Típust lebegő értékre és a Precision értéket 0-ra a Számformátum alatt. Írja be a tengely címét eta-ként, és kattintson az Alkalmaz gombra. Válassza ki az X-tengelyt, törölje az Auto Range jelölőnégyzetet az Opciók alatt, írja be az 1.2-t a Maximum Range mezőbe, válassza ki a float Type lehetőséget a Számformátum alatt, és állítsa a Precision értéket 1-re. Adja meg a tengely címét u/U formában. Kattintson az Alkalmaz gombra, és zárja be az ablakot. Kattintson a Curves… gombra a Solution XY Plot ablakban. Válassza ki az első mintát a Vonalstílus alatt a 0. számú görbéhez, lásd: 2.16a. ábra). Jelölőstílushoz ne válasszon szimbólumot, majd kattintson az Alkalmaz gombra. Ezután válassza ki az 1. görbét, válassza ki a következő elérhető mintát a Vonalstílushoz, a Jelölőstílushoz ne válassza ki a szimbólumot, majd kattintson az Alkalmaz gombra. Folytassa ezt a kiválasztási mintát a következő két 2. és 3. görbével. Zárja be a Curves – Solution XY Plot ablakot. Kattintson a Mentés/Plot gombra a Solution XY Plot ablakban, és zárja be ezt az ablakot.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (48)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (49)
  21. Kattintson az Aktív ablak képernyőképének másolása a vágólapra lehetőségre, lásd a 2.16c ábrát). Az XY Plot beilleszthető Word dokumentumba. Válassza a Felhasználó által definiált lapot a menüben, és válassza az Egyéni lehetőséget. Válasszon ki egy adott Operandus függvényt a legördülő menüből a Mesh… és az X-Coordinate kiválasztásával. Kattintson a Kiválasztás gombra, és írja be a definíciót a 2.17e. ábrán látható módon. Írja be a rexet új függvénynévként, kattintson a Define gombra, és zárja be az ablakot. Kattintson duplán a Plots és az XPlotsot elemre az Eredmények alatt az Outline-ban View. Állítsa X-et 0-ra és Y-t 1-re a Plot Direction alatt.
  22. Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (50)Törölje a jelölést a Pozíció az X tengelyen jelölőnégyzetből, és az Opciók alatt a Pozíció az Y tengelyen jelölőnégyzetből. Válassza a Fali fluxusok és a bőr súrlódási együtthatót az Y-tengely funkcióhoz, és válassza az Egyéni mezőfüggvényeket és a rexet az XX-tengely funkcióhoz. Helyezze el a file „Elméleti bőrsúrlódási együttható” a munkakönyvtárban. Kattintson a Betöltés gombra File. Válassza ki Files típusa: Mind Files (*), és válassza ki a file „Elméleti bőrsúrlódási együttható”. Válassza ki a falat a Felületek alatt, és a betöltött file Bőrsúrlódás alatt File Adat. Kattintson a Tengelyek… gombra. Jelölje be az X-tengelyt, jelölje be a Log jelölőnégyzetet az Opciók alatt, írja be a Re-x-et tengelycímként, és törölje az Automatikus jelölést. Tartomány az Opció alatt állítsa a Minimum értéket 100-ra és a Maximum értéket 1000000-re. Állítsa a Type értéket lebegő értékre, a Precision értéket pedig 0-ra a Számformátum alatt, majd kattintson az Alkalmaz gombra. Jelölje be az Y-tengelyt, jelölje be a Log négyzetet az Opciók alatt, írja be a Cf-x-et címkeként, és törölje az Auto jelölőnégyzetet. Tartomány, állítsa a Minimum értéket 0.001-re és a Maximum értéket 0.1-re, állítsa a Típust lebegő értékre, a Precision értéket 3-ra, és kattintson az Alkalmaz gombra. Csukja be az ablakot. Kattintson a Mentés/Plot gombra a Solution XY Plot ablakban. Kattintson a Curves… gombra a Solution XY Plot ablakban. Válassza ki az első mintát a Lin alatt. e Style for Curve # 0. Válasszon ki egy szimbólumot a Marker Style-hez, és kattintson az Alkalmaz gombra. Ezután válassza ki az 1. görbét, válassza ki a következő elérhető mintát a Vonalstílushoz, ne legyen szimbólum a Marker Style-hez, majd kattintson az Alkalmaz gombra. Zárja be a Curves – Solution XY Plot ablakot. Kattintson a Mentés/Plot gombra a Solution XY Plot ablakban, és zárja be ezt az ablakot. Kattintson az Aktív ablak képernyőképének másolása a vágólapra lehetőségre, lásd a 2.16c ábrát). Az XY Plot beilleszthető Word dokumentumba.
  23. Elmélet
  24. Ebben a fejezetben az Ansys Fluent velocity pro-t hasonlítottuk összefiles az elméleti Blasius sebesség profile lamináris áramláshoz lapos lemezen. A fal-normál mal koordinátát hasonlósági koordinátává alakítottuk a pro összehasonlításáhozfiles különböző áramlási helyeken. A hasonlósági koordinátát az határozza meg, ahol y (m) a fal-normál koordináta, az határozza meg Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (51)
  25. ahol y (m) a falnormál koordinátája, U (m/s) a szabad áramlás sebessége, x (m) a fal áramlási origójától mért távolság és m2 /s) a fal kinematikai viszkozitása a folyadékot. U (m/s) a szabad áramlás sebessége, x (m) a fal áramlási irányától mért távolság, m2 /s) pedig a folyadék kinematikai viszkozitása.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (52)

Használtuk az u/U nem-dimenziós áramlási sebességet is, ahol u a pro dimenziós sebességfile.

Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (53)Az u/U-t az Ansys Fluent velocity pro-hoz viszonyítva ábrázoltukfiles Blasius elméleti profile és mindegyik ugyanazon a görbén omlott össze, az önhasonlóság definíciója szerint.

Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (54) A Blasius-határréteg-egyenletet a

Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (55)A határréteg vastagsága a fal és a hely közötti távolság, ahol a határrétegben a sebesség elérte a szabad áramlás értékének 99%-át.

Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (56)Lamináris határréteg orr esetén a következő elméleti kifejezés áll rendelkezésünkre a határréteg vastagságának változására x áramlási távolsággal és Reynolds-számmal.

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

  • A határréteg vastagságának megfelelő kifejezést egy turbulens határrétegben az adja
  • A helyi súrlódási együttható a fal helyi nyírófeszültsége osztva a dinamikus nyomással.
  • A lamináris áramlás elméleti helyi súrlódási együtthatóját a
  • turbulens áramlásra pedig a következő összefüggés áll fenn

Hivatkozások

  1. Çengel, YA és Cimbala JM, Fluid Mechanics Fundamentals and Applications, 1. kiadás, McGraw-Hill, 2006.
  2. Richards, S., Cimbala, JM, Martin, K., ANSYS Workbench Tutorial – Boundary Layer on a Flat Plate, Penn State University, 18. május 2010., felülvizsgálat.
  3. Schlichting, H. és Gersten, K., Boundary Layer Theory, 8. átdolgozott és bővített kiadás, Springer, 2001.
  4. Fehér, FM, Fluid Mechanics, 4. kiadás, McGraw-Hill, 1999.

Gyakorlatok

  1. Használja az Ansys Fluent szimuláció eredményeit ebben a fejezetben a határréteg vastagságának meghatározásához az áramlási irányban az alábbi táblázat szerint. Töltse ki a hiányzó adatokat a táblázatban! ������������us��ss�ss������������us� kasutada����������� veikt������������� kasutada��
    x (m) o (mm)

    Folyékony

    o (mm)

    Elmélet

    Százalékos különbség 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. Változtassa meg a háló elemméretét 2 mm-re, és hasonlítsa össze a bőr súrlódási tényezőjének XY diagramjában kapott eredményeket a Reynolds-számmal a fejezetben használt 1 mm-es elemmérettel. Hasonlítsa össze az eredményeket az elmélettel.
  3. Módosítsa a szabad áramlás sebességét 3 m/s-ra, és hozzon létre egy XY Plot-ot, amely tartalmazza a sebesség pro-tfiles x = 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 és 0.9 m-nél. Hozzon létre egy másik XY Plotot önhasonló sebesség pro-valfiles ehhez az alacsonyabb szabad áramlási sebességhez, és hozzon létre egy XY diagramot a bőr súrlódási együtthatójához a Reynolds-szám függvényében.
  4. Használja az Ansys Fluent szimuláció eredményeit a 2.3. gyakorlatban a határréteg vastagságának meghatározásához az áramlási irányban az alábbi táblázat szerint. Töltse ki a táblázatban a hiányzó adatokat.a határréteg sebessége a faltól a határréteg vastagságával megegyező távolságban, U pedig a szabad áramlás sebessége.
    x (m) o (mm)

    Folyékony

    o (mm)

    Elmélet

    Százalékos különbség 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  

2.2. táblázat A Fluent és a határrétegvastagság elméletének összehasonlítása
Módosítsa a szabad áramlás sebességét az alábbi táblázatban szereplő értékre, és hozzon létre egy XY Plot-ot, amely tartalmazza a sebesség pro-tfiles x = 0.2, 0.4, 0.6 és 0.8 m-nél. Hozzon létre egy másik XY Plotot önhasonló sebesség pro-valfiles a szabad folyam sebességéhez, és hozzon létre egy XY diagramot a bőr súrlódási együtthatójához a Reynolds-szám függvényében.

Diák X-Velocity U (m/s) Maximális Hatótávolság (m/s) számára X Sebesség Telek
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

Letöltés PDF: Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation Software felhasználói kézikönyv

Hivatkozások

Hagyj megjegyzést

E-mail címét nem tesszük közzé. A kötelező mezők meg vannak jelölve *