Ansys-LOGO

Notendahandbók Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation Software

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

2. KAFLI. FLÖTTU PLÖTUMARMIÐSLAG

Markmið

  • Að búa til rúmfræði í Ansys Workbench fyrir Ansys Fluent
  • Uppsetning Ansys Fluent fyrir Laminar Steady 2D Planar Flow
  • Setja upp Mesh
  • Val á jaðarskilyrðum
  • Útreikningar í gangi
  • Notkun lóða til að sjá fyrir sér flæðisvið sem myndast
  • Bera saman við fræðilega lausn með Mathematica kóða

Lýsing á vandamálum
Í þessum kafla munum við nota Ansys Fluent til að rannsaka tvívítt lagflæði á láréttri flatri plötu. Stærð plötunnar er talin vera óendanleg í spönn og því er flæðið tvívítt í stað þrívíddar. Inntakshraði fyrir 2 m langa plötuna er 3 m/s og við munum nota loft sem vökva fyrir lagskipt eftirlíkingar. Við munum ákvarða hraða profiles og samsæri atvinnumaðurfiles. Við byrjum á því að búa til rúmfræðina sem þarf fyrir uppgerðina.

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

Ræsa Ansys Workbench og velja Fluent

  1. Byrjaðu á því að ræsa Ansys Workbench. Tvísmelltu á Fluid Flow (Fluent) sem er staðsett undir Analysis Systems in Toolbox.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (2)
    Opnar Ansys DesignModelerAnsys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (3)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (4)
  2. Veldu rúmfræði undir Project Schematic í Ansys Workbench. Hægrismelltu á Geometry og veldu Properties. Veldu 2D Analysis Type undir Advanced Geometry Options í Properties of Schematic A2: Geometry. Hægrismelltu á Geometry í Project Schematic og veldu Launch New DesignModeler Geometry. Veldu Units >> Millimeter sem lengdareining í valmyndinni í DesignModeler.
  3. Næst munum við búa til rúmfræðina í DesignModeler. Veldu XYPlane úr tréútlínunni vinstra megin í DesignModeler. Veldu Horfðu á skissu Smelltu á Skissu flipann í tréútlínunni og veldu línuna Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (5)skSketschool. Teiknaðu 1,000 mm langa lárétta línu frá uppruna til hægri. Gakktu úr skugga um að þú sért með P við upprunann þegar þú byrjar að draga línuna. Gakktu úr skugga um að þú hafir H meðfram línunni þannig að hún sé lárétt og C í lok línunnar. Veldu Mál innan skissuvalkostanna. Smelltu á línuna og sláðu inn lengdina 1000 mm. Teiknaðu lóðrétta línu upp á við 100 mm að lengd og byrjaðu á endapunkti fyrstu láréttu línunnar. Gakktu úr skugga um að þú hafir P þegar þú byrjar línuna og V sem gefur til kynna lóðrétta línu. Haldið áfram með 100 mm langa lárétta línu til vinstri frá upprunanum og síðan önnur lóðrétt 100 mm löng. Næsta lína verður lárétt með 100 mm lengd sem byrjar á endapunkti fyrri lóðréttu línunnar og beinist til hægri. Lokaðu að lokum rétthyrningnum með 1,000 mm langri láréttri línu sem byrjar 100 mm fyrir ofan upprunann og beinir til hægri.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (6)
  4. Smelltu á Modeling flipann undir Sketching Toolboxes. Veldu Hugtak >> Yfirborð úr skissum í valmyndinni. Stjórna veldu sex brúnir rétthyrningsins sem grunnhluti og veldu Apply in Details View. Smelltu á Búa til á tækjastikunni. Ferhyrningurinn verður grár. Með því að hægrismella á grafíkgluggann velurðu Zoom to Fit og lokaðu DesignModeler.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (9)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (10)
  5. Við ætlum nú að tvísmella á Mesh undir Project Schematic í Ansys Workbench til að opna Meshing gluggann. Veldu Mesh í útlínum Meshing gluggans. Hægrismelltu og veldu Búa til möskva. Það er búið til gróft möskva. Veldu Unit Systems>>Metric (mm, kg, N …) neðst í grafíkglugganum. Veldu Mesh >> Controls >> Face Meshing í valmyndinni. Smelltu á gula svæðið við hliðina á rúmfræði undir Umfang í Upplýsingar um andlitsmessingu. Veldu rétthyrninginn í grafíkglugganum. Smelltu á Apply hnappinn fyrir rúmfræði í smáatriðum um „Face Meshing“. Veldu möskva >> Controls >> Stærð í valmyndinni og veldu Edge fyrir ofan grafíkgluggann. Veldu 6 brúnir rétthyrningsins. Smelltu á Sækja um rúmfræði í „Upplýsingar um stærð brúnar“. Undir Skilgreiningu í „Upplýsingar um brúnastærð“, veldu Element Stærð sem gerð, 1.0 mm fyrir Element Stærð, Capture Curvature sem Nei, og Hard sem Behavior. Veldu aðra Bias Type og sláðu inn 12.0 sem Bias Factor. Veldu styttri efri lárétta brúnina og Notaðu þessa brún með öfugri hlutdrægni. Smelltu á Home >> Búa til möskva í valmyndinni og veldu möskva í útlínunni. Lokið möskva er sýnt í grafíkglugganum.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (11)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (12)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (14)
    Af hverju bjuggum við til hlutdræg möskva?
    Við ætlum nú að endurnefna brúnir rétthyrningsins. Veldu vinstri brún rétthyrningsins, hægrismelltu og veldu Búa til nafngreint val.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (15)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (16) Sláðu inn inntakið sem nafn og smelltu á OK hnappinn. Endurtaktu þetta skref fyrir hægri lóðrétta brún rétthyrningsins og sláðu inn nafnið útrás. Búðu til nafngreint val fyrir neðri lengri lárétta hægri brúnina og kallaðu það vegg. Að lokum skaltu stjórna og velja hinar þrjár láréttu brúnir sem eftir eru og nefna þá tilvalið veggi. Tilvalinn veggur er adiabatic og núningslaus veggur.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (17)
  6. Ástæðan fyrir því að nota hlutbundið möskva er að við þurfum fínni möskva nálægt veggnum þar sem við höfum hraðahalla í flæðinu. Við settum líka inn fínni möskva þar sem jaðarlagið byrjar að þróast á sléttu plötunni. Veldu File>> Flytja út ...>> möskva>> FLUENT inntak File>> Flytja út úr valmyndinni. Veldu Save as type: FLUENT Input Files (*.msh). Sláðu inn mörk-lag-möskva .msh í s file nafn og smelltu á Vista hnappinn. Veldu File>> Vista verkefni í valmyndinni. Nefndu verkefnið Flat Plate Boundary Layer. Lokaðu Ansys Meshing glugganum. Hægrismelltu á Mesh í Project Schematic og veldu Update.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (18)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (19)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (20)
    Opnar Ansys FluentAnsys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (21)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (22)
  7. Þú getur ræst Fluent á tvo mismunandi vegu, annað hvort með því að tvísmella á Uppsetning undir Project Schematic í Ansys Workbench eða sjálfstæða stillingu frá Fluent 2024 R1 í Ansys 2024 R1 app möppunni. Þú þarft að lesa möskva ef þú byrjar Fluent í sjálfstæðum ham. AdvantagÞað að byrja Ansys Fluent í sjálfstæðum ham er að þú getur valið staðsetningu vinnuskrárinnar þinnar þar sem öll úttakið files verða vistuð, sjá mynd 2.6a). Ræstu Dimension 2D og Double Precision Solver of Fluent. Athugaðu Double Precision undir Options. Stilltu fjölda lausnarferla jafnan fjölda tölvukjarna. Til að athuga fjölda líkamlegra kjarna, ýttu á Ctrl + Shift + Esc lyklana samtímis til að opna Task Manager. Farðu í Performance flipann og veldu CPU í vinstri dálknum. Þú munt sjá fjölda líkamlegra kjarna neðst til hægri. Ansys Student er takmörkuð við að hámarki 4 lausnarferli. Lokaðu Task Manager glugganum. Smelltu á Start hnappinn til að ræsa Ansys Fluent. Smelltu á OK til að loka glugganum Lyklahegðunarbreytingar ef hann birtist.
    Mynd 2.6a) Uppsetning ræstAnsys-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)Af hverju notum við tvöfalda nákvæmni?
    Tvöföld nákvæmni mun gefa nákvæmari útreikninga en staka nákvæmni.
  8. Athugaðu mælikvarða möskva með því að velja mælikvarða... hnappinn undir möskva almennt á verkefnasíðunni. Gakktu úr skugga um að umfang léns sé rétt og lokaðu Scale Mesh glugganum.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (28)
  9. Tvísmelltu á Models and Seigfljótandi (SST k-omega) undir Setup í Outline View. Veldu Laminar sem seigfljótandi líkanið. Smelltu á OK til að loka glugganum. Tvísmelltu á Boundary Conditions undir Setup í Outline View. Tvísmelltu á inntakið undir Zone á Verkefnasíðunni. Veldu Components as Velocity Specification Method og stilltu X-Velocity [m/s] á 5.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (29)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (30)
  10. Smelltu á Apply hnappinn og síðan á Loka hnappinn.
  11. Tvísmelltu á ideal_wall undir Zones. Athugaðu tilgreinda klippu sem skurðástand og haltu núllgildum fyrir tilgreinda klippuálag þar sem kjörinn veggur er núningslaus. Smelltu á Apply hnappinn og síðan á Loka hnappinn.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (31)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (32)
    Af hverju völdum við Laminar sem seigfljótandi líkanið?
    Fyrir valinn frjálsa straumhraða 5 m/s er Reynolds talan minni en 500,000 meðfram plötunni og rennslið því lagskipt. Ólgt flæði meðfram flatri plötu á sér stað við Reynolds tölur yfir 500,000.
  12. Tvísmelltu á Aðferðir undir Lausn í útlínunni View. Veldu Standard fyrir þrýsting og First Order Upwind fyrir Momentum. Tvísmelltu á Tilvísunargildi undir Uppsetning í útlínunni View. Veldu Reikna úr inntakinu á verkefnasíðunni.
    Hvers vegna notum við First Order Upwind aðferðina fyrir staðbundin greining á skriðþunga?
    First Order Upwind aðferðin er almennt minna nákvæm en rennur betur saman en Second Order Upwind aðferðin. Algengt er að byrja með First Order Upwind aðferð í upphafi útreikninga og halda áfram með Second Order Upwind aðferð.
  13. Tvísmelltu á Frumstillingu undir Lausn í útlínunni View, veldu Standard Initialization, veldu Compute frá inntakinu og smelltu á Frumstilla hnappinn.
  14. Tvísmelltu á Monitors undir Solution í Outline View. Tvísmelltu á Residual undir Monitors in the Outline View og sláðu inn 1e-9 sem algjör viðmið fyrir allar leifar. Smelltu á OK hnappinn til að loka glugganum. Veldu File>> Vista verkefni í valmyndinni. Veldu File>> Flytja út >> Mál... úr valmyndinni. Vistaðu málið File með nafninu Flat Plate Boundary Layer. CAS.h5
    Hvers vegna settum við algjöru skilyrðin á 1e-9?
    Almennt, því lægri sem algild viðmið eru, því lengri tíma mun útreikningurinn taka og gefa nákvæmari lausn. Við sjáum á mynd 2.12b) að x-hraða- og y-hraðajöfnurnar hafa lægri leifar en samfellujafnan. Hallar afgangsferlanna fyrir allar þrjár jöfnurnar eru um það bil það sama með snörpri niðurleið.
  15. Tvísmelltu á Keyra útreikning undir Lausn og sláðu inn 5000 fyrir fjölda endurtekningar. Smelltu á Reikna hnappinn. Útreikningum verður lokið eftir 193 endurtekningar, sjá mynd 2.12b). Smelltu á Copy Screenshot of Active Window to Clipboard, sjá mynd 2.12c). Hægt er að líma skalaðar leifar inn í Word skjal.
    EftirvinnslaAnsys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (33)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (34)
  16. Veldu Niðurstöður flipann í valmyndinni og veldu Búa til >> Lína/hrífa... undir Yfirborði. Sláðu inn 0.2 fyrir x0 (m), 0.2 fyrir x1 (m), 0 fyrir y0 (m) og 0.02 m fyrir y1 (m). Sláðu inn x=0.2m fyrir nýja yfirborðsheitið og smelltu á Búa til. Endurtaktu þetta skref þrisvar sinnum til viðbótar og búðu til lóðréttar línur við x=0.4m með lengd 0.04m, x=0.6m með lengd 0.06m og x=0.8m með lengd 0.08m. Lokaðu glugganum.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (42)
  17. Tvísmelltu á Lóðir og XY Lóð undir Niðurstöður í útlínunni View. Taktu hakið úr Staða á X-ás undir Valkostir og hakaðu við Staðsetning á Y-ás. Stilltu línuritsstefnu fyrir X á 0 og 1 fyrir Y. Veldu Velocity… og X Velocity sem X-ásfall. Veldu línurnar fjórar x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m og x=0.8m undir Surfaces.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (43)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (44)
  18. Smelltu á Axes… hnappinn í Solution XY Plot glugganum. Veldu X-ásinn, taktu hakið úr Auto Range undir Options, sláðu inn 6 fyrir Maximum Range, veldu General Type undir Number Format og stilltu Precision á 0. Smelltu á Apply hnappinn. Veldu Y-ásinn, taktu hakið úr Auto Range, sláðu inn 0.01 fyrir Hámarkssvið, veldu General Type undir Number Format og smelltu á Apply hnappinn. Lokaðu Axes glugganum.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (45)
  19. Smelltu á Curves… hnappinn í Solution XY Plot glugganum. Veldu fyrsta mynstrið undir línustíl fyrir feril # 0. Veldu ekkert tákn fyrir merkisstíl og smelltu á Nota hnappinn. Næst skaltu velja Curve # 1, velja næsta tiltæka mynstur fyrir línustíl, ekkert tákn fyrir merkisstíl og smelltu á Apply hnappinn. Haltu áfram þessu valmynstri með næstu tveimur línum # 2 og # 3. Lokaðu Curves – Solution XY plot glugganum. Smelltu á Save/Plot hnappinn í Solution XY Plot glugganum og Lokaðu þessum glugga. Smelltu á Copy Screenshot of Active Window to Clipboard, sjá mynd 2.16c).Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (46)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (47) XY söguþráðinn er hægt að líma inn í Word skjal. Veldu User Defined flipann í valmyndinni og Custom undir Field Functions. Veldu tiltekna Operand Field Function í fellivalmyndinni með því að velja Mesh… og Y-Coordinate. Smelltu á Velja og sláðu inn skilgreininguna eins og sýnt er á mynd 2.16f). Þú þarft að velja möskva... og X hnit til að innihalda x hnitið og klára skilgreininguna á reitfallinu. Sláðu inn eta sem nýtt fallheiti, smelltu á Defi,ne og lokaðu glugganum. Endurtaktu þetta skref til að búa til aðra sérsniðna reitaðgerð. Að þessu sinni veljum við Velocity… og X Velocity sem Field Functions og smellum á Velja. Ljúktu við skilgreininguna eins og sýnt er á mynd 2.16g) og sláðu inn u-deilt-eftir-frístraumshraða sem New Function Name, smelltu á Def, one, og lokaðu glugganum.
    Af hverju bjuggum við til sjálfslík hnit?
    Það kemur í ljós að með því að nota sjálfslík hnit, hraða profiles á mismunandi straumleiðis stöðum mun hrynja á einum sjálfum svipuðum hraða profile sem er óháð staðsetningu straumsins.
  20. Tvísmelltu á Lóðir og XY Lóð undir Niðurstöður í útlínunni View. Stilltu X á 0 og Y á 1 sem söguþræði. Taktu hakið úr Staða á X-ás og hakið úr Staða á Y-ás undir Valkostir. Veldu Custom Field Functions og eta fyrir Y-Axis Function og veldu Custom Field Functions og útdeilt-by-freestream-hraða fyrir X-Axis Function. Settu file blasius.dat í vinnuskránni þinni. Þetta file er hægt að hlaða niður frá sdcpublications.com undir niðurhalsflipanum fyrir þessa bók. Sjá mynd 2.19 fyrir Mathematica kóðann sem hægt er að nota til að búa til fræðilega Blasius hraða profile fyrir lagskipt jaðarlagsflæði yfir flata plötu. Sem fyrrverandiample, í þessari kennslubók er vinnuskráin ܥ:\Users\jmatsson. Smelltu á Hlaða File. Veldu Files af gerð: Allir Files (*) og veldu file blasius.dat úr vinnuskránni þinni. Veldu fjóra flötina x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m, x=0.8m og hlaðinn file Kenning.
    Smelltu á Axes… hnappinn. Veldu Y-Axis í Axes-Solution XY Plot glugganum og taktu hakið úr Auto. Svið. Stilltu Lágmarkssvið á 0 og Hámarkssvið á 10. Stilltu Tegund á fljótandi og nákvæmni á 0 undir Talnasniði. Sláðu inn ásheiti sem eta og smelltu á Apply. Veldu X-ásinn, taktu hakið úr Auto Range undir Options, sláðu inn 1.2 fyrir Maximum Range, veldu float Type undir Number Format, og stilltu Precision á 1. Sláðu inn ásheiti sem u/U. Smelltu á Apply og Lokaðu glugganum. Smelltu á Curves… hnappinn í Solution XY Plot glugganum. Veldu fyrsta mynstrið undir línustíl fyrir feril # 0, sjá mynd 2.16a). Veldu ekkert tákn fyrir merkisstíl og smelltu á Apply hnappinn. Veldu næst feril #1, veldu næsta tiltæka mynstur fyrir línustíl, ekkert tákn fyrir merkisstíl, og smelltu á Apply hnappinn. Haltu áfram þessu valmynstri með næstu tveimur línum # 2 og # 3. Lokaðu Curves – Solution XY plot glugganum. Smelltu á Save/Plot hnappinn í Solution XY Plot glugganum og lokaðu þessum glugga.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (48)Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (49)
  21. Smelltu á Copy Screenshot of Active Window to Clipboard, sjá mynd 2.16c). XY söguþráðinn er hægt að líma inn í Word skjal. Veldu User Defined flipann í valmyndinni og Custom. Veldu tiltekna Operand aðgerð úr fellivalmyndinni með því að velja Mesh… og X-Coordinate. Smelltu á Velja og sláðu inn skilgreininguna eins og sýnt er á mynd 2.17e). Sláðu inn rex sem New Function Name, smelltu á Define og Lokaðu glugganum. Tvísmelltu á Lóðir og XPlotsot undir Niðurstöður í útlínunni View. Stilltu X á 0 og Y á 1 undir plottistefnu.
  22. Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (50)Taktu hakið úr Staða á X-ás og hakið úr Staðsettu á Y-ás undir Valkostir. Veldu Wall Fluxes og Skin Friction Coefficient fyrir Y-Axis Function og veldu Custom Field Function og rex fyrir XX-Axis Function. Settu file „Fræðilegur húðnúnistuðull“ í vinnuskránni þinni. Smelltu á Hlaða File. Veldu Files af gerð: Allir Files (*) og veldu file „Fræðilegur núningsstuðull fyrir húð“. Veldu vegginn undir Yfirborð og hlaðinn file Húðnúningur undir File Gögn. Smelltu á Axes… hnappinn. Hakaðu við X-Axis, hakaðu í reitinn fyrir Log undir Valkostir, sláðu inn Re-x sem ásheiti og taktu hakið úr Auto. Svið undir Valkostur stilltu Lágmark á 100 og Hámark á 1000000. Stilltu Tegund á fljótandi og nákvæmni á 0 undir Talnasniði og smelltu á Nota. Hakaðu við Y-ásinn, hakaðu í reitinn fyrir Log undir Valkostir, sláðu inn Cf-x sem merki og taktu hakið úr Auto. Svið, stilltu Lágmark á 0.001 og Hámark á 0.1, stilltu Tegund á fljótandi, nákvæmni á 3 og smelltu á Nota. Lokaðu glugganum. Smelltu á Save/Plot í Solution XY Plot glugganum. Smelltu á Curves… hnappinn í Solution XY Plot glugganum. Veldu fyrsta mynstrið undir Lin. e Style for Curve # 0. Veldu ekkert tákn fyrir Marker Style og smelltu á Apply hnappinn. Veldu næst feril #1, veldu næsta tiltæka mynstur fyrir línustíl, ekkert tákn fyrir merkisstíl og smelltu á Apply hnappinn. Lokaðu glugganum Curves – Solution XY plot. Smelltu á Save/Plot hnappinn í Solution XY Plot glugganum og lokaðu þessum glugga. Smelltu á Copy Screenshot of Active Window to Clipboard, sjá mynd 2.16c). XY söguþráðinn er hægt að líma inn í Word skjal.
  23. Kenning
  24. Í þessum kafla höfum við borið saman Ansys Fluent velocity profiles með fræðilegum Blasius hraða profile fyrir lagflæði á flatri plötu. Við breyttum vegg-normal mal hnitinu í líkt hnit til samanburðar á profiles á mismunandi straumleiðis stöðum. Líkindahnitið er skilgreint af þar sem y (m) er vegg-normal hnit, er skilgreint með Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (51)
  25. þar sem y (m) er vegg-eðlilegt hnit, U (m/s) er hraði frjálsa straumsins, x (m) er fjarlægðin frá straumsuppruna veggsins og ᥥ) m2 /s) er hreyfiseigja vökvinn. U (m/s) er frjáls straumhraðinn, x (m) er fjarlægðin frá straumsuppruna veggsins og m2 /s) er hreyfiseigja vökvans.Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (52)

Við notuðum einnig óvíddar straumhraðann u/U þar sem u er víddarhraðinn profile.

Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (53)u/U var teiknuð á móti ៟ fyrir Ansys Fluent velocity profiles í samanburði við fræðilegan atvinnumann Blasiusfile og þeir hrundu allir á sama ferli eins og samkvæmt skilgreiningu á sjálfslíkingu.

Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (54) Blasius jaðralagsjafnan er gefin af

Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (55)Jaðarlagsþykktin er skilgreind sem fjarlægðin frá veggnum að þeim stað þar sem hraðinn í landalaginu hefur náð 99% af frístraumsgildi.

Ansys-2024-Fluent-Fluid-Simulation-Software-FIG- (56)Fyrir lagskipt jaðarlag orr höfum við eftirfarandi fræðilega tjáningu fyrir breytileika jaðarlagsþykktar með straumleiðis fjarlægð x og Reynolds tölu ܴ.

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

  • Samsvarandi tjáning fyrir jaðarlagsþykkt í ólgandi jaðarlagi er gefið af
  • Staðbundinn núningsstuðull fyrir húð er skilgreindur sem staðbundið veggskurðarálag deilt með kraftmiklum þrýstingi.
  • Fræðilegur staðbundinn núningsstuðull fyrir lagflæði er ákvarðaður af
  • og fyrir ólgandi flæði höfum við eftirfarandi tengsl

Heimildir

  1. Çengel, YA, og Cimbala JM, Fluid Mechanics Fundamentals and Applications, 1. útgáfa, McGraw-Hill, 2006.
  2. Richards, S., Cimbala, JM, Martin, K., ANSYS Workbench Tutorial – Boundary Layer on a Flat Plate, Penn State University, 18. maí 2010 Endurskoðun.
  3. Schlichting, H. og Gersten, K., Boundary Layer Theory, 8th Revised and Enlarged Edition, Springer, 2001.
  4. White, FM, Fluid Mechanics, 4. útgáfa, McGraw-Hill, 1999.

Æfingar

  1. Notaðu niðurstöðurnar úr Ansys Fluent uppgerðinni í þessum kafla til að ákvarða jaðarlagsþykkt í straumsstöðu eins og sýnt er í töflunni hér að neðan. Fylltu út þær upplýsingar sem vantar í töfluna. ܷ er hraði jaðarlagsins í fjarlægð frá veggnum sem er jafn þykkt jaðarlagsins og U er frjáls straumhraðinn.
    x (m) o (mm)

    Reiprennandi

    o (mm)

    Kenning

    Prósenta munur 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. Breyttu frumefnisstærðinni í 2 mm fyrir möskva og berðu saman niðurstöðurnar í XY reitum af húðnúningsstuðlinum á móti Reynolds tölunni við frumefnisstærðina 1 mm sem var notuð í þessum kafla. Berðu niðurstöður þínar saman við kenningar.
  3. Breyttu frjálsa straumhraðanum í 3 m/s og búðu til XY plot sem inniheldur hraða profiles við x = 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 og 0.9 m. Búðu til annað XY plot með sjálfslíkri hraða profiles fyrir þennan lægri frjálsa straumhraða og búðu til XY plott fyrir húðnúnistuðulinn á móti Reynolds tölunni.
  4. Notaðu niðurstöðurnar úr Ansys Fluent uppgerðinni í æfingu 2.3 til að ákvarða þykkt jaðarlagsins við straumsstöðu eins og sýnt er í töflunni hér að neðan. Fylltu inn þær upplýsingar sem vantar í töfluna.is hraði jaðarlagsins í fjarlægð frá veggnum jafn þykkt jaðarlagsins og U er frjáls straumshraði.
    x (m) o (mm)

    Reiprennandi

    o (mm)

    Kenning

    Prósenta munur 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  

Tafla 2.2 Samanburður á milli Fluent og kenninga fyrir jaðarlagsþykkt
Breyttu ókeypis straumhraðanum í gildið sem skráð er í töflunni hér að neðan og búðu til XY plot sem inniheldur hraða profiles við x = 0.2, 0.4, 0.6 og 0.8 m. Búðu til annað XY plot með sjálfslíkri hraða profiles fyrir ókeypis straumhraðann þinn og búðu til XY plott fyrir húðnúnistuðulinn á móti Reynolds tölunni.

Nemandi X-Velocity U (m/s) Hámark Svið (m/s) fyrir X Hraði Söguþráður
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

Sækja PDF: Notendahandbók Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation Software

Heimildir

Skildu eftir athugasemd

Netfangið þitt verður ekki birt. Nauðsynlegir reitir eru merktir *