מדריך למשתמש של תוכנת Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation

פרק 2. שכבת גבול צלחת שטוחה

מטרות

• יצירת גיאומטריה ב-Ansys Workbench עבור Ansys Fluent
• הגדרת Ansys Fluent עבור זרימה מישורית 2D קבועה למינרית
• הגדרת Mesh
• בחירת תנאי גבול
• הפעלת חישובים
• שימוש בעלילות כדי לדמיין את שדה הזרימה המתקבל
• השווה לפתרון תיאורטי באמצעות קוד Mathematica

תיאור הבעיה
בפרק זה, נשתמש ב-Ansys Fluent כדי ללמוד את הזרימה הלמינרית הדו-ממדית על צלחת שטוחה אופקית. גודל הלוח נחשב לאינסופי בכיוון הטווח ולכן הזרימה היא דו מימדית במקום תלת מימדית. מהירות הכניסה ללוח באורך 2 מ' היא 3 מ' לשנייה ואנו נשתמש באוויר כנוזל להדמיות למינריות. אנו נקבע את המהירות פרוfiles ועלימם את המקצועןfileס. נתחיל ביצירת הגיאומטריה הדרושה להדמיה.

השקת Ansys Workbench ובחירת Fluent

1. התחל בהפעלת Ansys Workbench. לחץ פעמיים על Fluid Flow (Fluent) שנמצא תחת Analysis Systems בארגז הכלים.
   השקת Ansys DesignModeler
2. בחר גיאומטריה תחת Project Schematic ב-Ansys Workbench. לחץ לחיצה ימנית על גיאומטריה ובחר מאפיינים. בחר סוג ניתוח דו-ממדי תחת אפשרויות גיאומטריה מתקדמות במאפיינים של סכמטי A2: גיאומטריה. לחץ לחיצה ימנית על Geometry ב- Project Schematic ובחר Launch New DesignModeler Geometry. בחר יחידות>>מילימטר כיחידת האורך מהתפריט ב-DesignModeler.
3. בשלב הבא, ניצור את הגיאומטריה ב-DesignModeler. בחר XYPlane מתאר העץ בצד שמאל ב-DesignModeler. בחר הבט בסקיצה לחץ על הכרטיסייה שרטוט במתאר העץ ובחר את הקו skSketchool. צייר קו אופקי באורך 1,000 מ"מ מהמקור לימין. ודא שיש לך P במקור כשאתה מתחיל לצייר את הקו. כמו כן, ודא שיש לך H לאורך הקו כך שהוא אופקי ו-C בסוף הקו. בחר מידות בתוך אפשרויות הסקיצה. לחץ על השורה והזן אורך של 1000 מ"מ. צייר קו אנכי כלפי מעלה באורך 100 מ"מ החל מנקודת הסיום של הקו האופקי הראשון. ודא שיש לך P כאשר מתחילים את הקו ו-V המציין קו אנכי. ממשיכים עם קו אופקי באורך 100 מ"מ שמאלה מהמקור ואחריו קו אנכי נוסף באורך 100 מ"מ. הקו הבא יהיה אופקי באורך של 100 מ"מ החל מנקודת הקצה של הקו האנכי הקודם ומכוון ימינה. לבסוף, סגור את המלבן בקו אופקי באורך 1,000 מ"מ המתחיל 100 מ"מ מעל המקור ומכוון ימינה.
4. לחץ על הכרטיסייה Modeling תחת Sketching Toolboxes. בחר קונספט>>משטחים מסקיצות בתפריט. שליטה בחר את ששת הקצוות של המלבן כאובייקטי בסיס ובחר החל בפרטים View. לחץ על צור בסרגל הכלים. המלבן הופך לאפור. לחיצה ימנית על חלון הגרפיקה בחר באפשרות Zoom to Fit וסגור את DesignModeler.
5. כעת אנו הולכים ללחוץ פעמיים על Mesh תחת Project Schematic ב-Ansys Workbench כדי לפתוח את חלון Meshing. בחר Mesh במתאר של חלון Meshing. לחץ לחיצה ימנית ובחר צור רשת. נוצרת רשת גסה. בחר יחידה מערכות>>מטרית (מ"מ, ק"ג, N ...) בחלק התחתון של חלון הגרפיקה. בחר Mesh>> פקדים>>Face Meshing מהתפריט. לחץ על האזור הצהוב ליד גיאומטריה תחת היקף בפרטים של רשת פנים. בחר את המלבן בחלון הגרפיקה. לחץ על הלחצן Apply עבור גיאומטריה בפרטים של "Face Meshing". בחר Mesh>> פקדים>>Sizing מהתפריט ובחר Edge מעל חלון הגרפיקה. בחר את 6 הקצוות של המלבן. לחץ על הגש בקשה לגיאומטריה ב"פרטים של גודל קצה". תחת הגדרה ב"פרטים של גודל קצה", בחר גודל אלמנט כסוג, 1.0 מ"מ עבור גודל אלמנט, לכידת עקמומיות כלא, וקשה כהתנהגות. בחר את סוג ההטיה השני והזן 12.0 כגורם ההטיה. בחר את הקצה האופקי העליון הקצר יותר והחל את הקצה הזה עם הטיה הפוכה. לחץ על דף הבית >> Generate Mesh בתפריט ובחר Mesh ב- Outline. הרשת המוגמרת מוצגת בחלון הגרפיקה.
   למה יצרנו רשת מוטה?
   כעת אנו הולכים לשנות את שם הקצוות של המלבן. בחר את הקצה השמאלי של המלבן, לחץ לחיצה ימנית ובחר צור בחירה בשם. הזן את הכניסה כשם ולחץ על כפתור אישור. חזור על שלב זה עבור הקצה האנכי הימני של המלבן והזן את השם לשקע. צור בחירה בשם עבור הקצה הימני האופקי התחתון הארוך יותר וקרא לזה קיר. לבסוף, בחר בבקר את שלושת הקצוות האופקיים הנותרים וקרא להם את הקירות האידיאליים. קיר אידיאלי הוא קיר אדיאבטי וללא חיכוכים.
6. הסיבה לשימוש ברשת מוטה היא שאנו זקוקים לרשת עדינה יותר קרוב לקיר היכן שיש לנו שיפועים של מהירות בזרימה. כללנו גם רשת עדינה יותר שבה שכבת הגבול מתחילה להתפתח על הצלחת השטוחה. לִבחוֹר File>>ייצוא...>>רשת>>קלט שוטף File>> ייצא מהתפריט. בחר שמור כסוג: קלט FLUENT Files (*.msh). הזן boundary-layer-mesh .msh את ה-s file שם ולחץ על כפתור שמור. לִבחוֹר File>>שמור פרויקט מהתפריט. תן שם לפרויקט שכבת גבול פלטה שטוחה. סגור את חלון Ansys Meshing. לחץ לחיצה ימנית על Mesh ב- Project Schematic ובחר עדכן.
   משיקה את Ansys Fluent
7. אתה יכול להפעיל את Fluent בשתי דרכים שונות, או על ידי לחיצה כפולה על Setup תחת Project Schematic ב-Ansys Workbench או במצב עצמאי מ- Fluent 2024 R1 בתיקיית האפליקציה Ansys 2024 R1. תצטרך לקרוא את הרשת אם תפעיל את Fluent במצב עצמאי. אדוואןtagההתחלה של Ansys Fluent במצב עצמאי הוא שאתה יכול לבחור את המיקום של מדריך העבודה שלך שבו כל הפלט files יישמרו, ראה איור 2.6א). הפעל את ה-Dimension 2D ואת Double Precision Solver של Fluent. סמן דיוק כפול תחת אפשרויות. הגדר את מספר תהליכי הפתרון שווה למספר ליבות המחשב. כדי לבדוק את מספר הליבות הפיזיות, הקש על מקשי Ctrl + Shift + Esc בו-זמנית כדי לפתוח את מנהל המשימות. עבור ללשונית ביצועים ובחר CPU מהעמודה השמאלית. תראה את מספר הליבות הפיזיות בצד ימין למטה. Ansys Student מוגבל ל-4 תהליכי פותר לכל היותר. סגור את חלון מנהל המשימות. לחץ על כפתור התחל כדי להפעיל את Ansys Fluent. לחץ על אישור כדי לסגור את החלון 'שינויי התנהגות מפתח' אם הוא מופיע.
   איור 2.6א) הפעלת הגדרותמדוע אנו משתמשים בדיוק כפול?
   דיוק כפול ייתן חישובים מדויקים יותר מאשר דיוק בודד.
8. בדוק את קנה המידה של הרשת על ידי בחירה בלחצן קנה מידה... תחת רשת כללית בדף המשימה. ודא שהיקף התחום נכון וסגור את חלון Scale Mesh.
9. לחץ פעמיים על מודלים וצמיגים (SST k-omega) תחת הגדרה במתאר View. בחר Laminar כדגם הצמיג. לחץ על אישור כדי לסגור את החלון. לחץ פעמיים על תנאי גבול תחת הגדרה במתווה View. לחץ פעמיים על הכניסה תחת אזור בדף המשימות. בחר רכיבים כשיטת מפרט מהירות והגדר את X-Velocity [m/s] ל-5.
10. לחץ על כפתור החל ולאחר מכן על כפתור סגור.
11. לחץ פעמיים על ideal_wall תחת אזורים. בדוק את גזירה שצוינה כמצב גזירה ושמור על ערכי אפס עבור מתח גזירה שצוין מכיוון שקיר אידיאלי הוא ללא חיכוך. לחץ על כפתור החל ולאחר מכן על כפתור סגור.
    מדוע בחרנו ב-Laminar כדגם הצמיג?
    עבור מהירות הזרם החופשי שנבחר 5 m/s מספר ריינולדס קטן מ-500,000 לאורך הלוח ולכן הזרימה היא למינרית. זרימה סוערת לאורך לוח שטוח מתרחשת במספרים של ריינולדס מעל 500,000.
12. לחץ פעמיים על שיטות תחת פתרון במתווה View. בחר תקן עבור לחץ וצו ראשון במעלה הרוח עבור מומנטום. לחץ פעמיים על ערכי התייחסות תחת הגדרה במתווה View. בחר מחשב מהכניסה בדף המשימות.
    מדוע אנו משתמשים בשיטת First Order Upwind עבור דיסקרטיזציה מרחבית של מומנטום?
    שיטת First Order Upwind היא בדרך כלל פחות מדויקת אך מתכנסת טוב יותר משיטת ה- Second Order Upwind. נהוג להתחיל בשיטת First Order Upwind בתחילת החישובים ולהמשיך בשיטת מסדר שני Upwind.
13. לחץ פעמיים על אתחול תחת פתרון במתווה View, בחר אתחול רגיל, בחר חשב מהכניסה ולחץ על כפתור אתחול.
14. לחץ פעמיים על צגים תחת פתרון במתווה View. לחץ פעמיים על השארית תחת צגים במתווה View והזן 1e-9 כקריטריונים מוחלטים עבור כל השאריות. לחץ על כפתור אישור כדי לסגור את החלון. לִבחוֹר File>>שמור פרויקט מהתפריט. לִבחוֹר File>>ייצוא>>מארז... מהתפריט. שמור את התיק File עם השם Flat Plate Boundary Layer. CAS.h5
    מדוע הגדרנו את הקריטריונים המוחלטים ל-1e-9?
    ככלל, ככל שהקריטריונים האבסולוטיים נמוכים יותר, כך ייקח זמן החישוב ארוך יותר וייתן פתרון מדויק יותר. אנו רואים באיור 2.12ב) שלמשוואות מהירות x ו-y יש שאריות נמוכות יותר ממשוואת ההמשכיות. שיפוע העקומות השיוריות עבור כל שלוש המשוואות זהות בערך עם מגמת ירידה חדה.
15. לחץ פעמיים על הפעל חישוב תחת פתרון והזן 5000 עבור מספר האיטרציות. לחץ על כפתור חשב. החישובים יושלמו לאחר 193 איטרציות, ראה איור 2.12ב). לחץ על העתק צילום מסך של חלון פעיל ללוח, ראה איור 2.12ג). ניתן להדביק את השאריות המותאמות במסמך Word.
    לאחר עיבוד
16. בחר בכרטיסייה תוצאות בתפריט ובחר צור>>קו/גרפה... תחת משטח. הזן 0.2 עבור x0 (m), 0.2 עבור x1 (m), 0 עבור y0 (m) ו-0.02 מ' עבור y1 (m). הזן x=0.2m עבור שם המשטח החדש ולחץ על צור. חזור על שלב זה שלוש פעמים נוספות וצור קווים אנכיים ב-x=0.4m עם אורך 0.04 מ', x=0.6m עם אורך 0.06 מ' ו-x=0.8m באורך 0.08 מ'. סגור את החלון.
17. לחץ פעמיים על עלילות ועלילות XY תחת תוצאות במתווה View. בטל את הסימון של מיקום על ציר X תחת אפשרויות וסמן את המיקום על ציר ה-Y. הגדר את כיוון העלילה עבור X ל-0 ו-1 עבור Y. בחר מהירות... ומהירות X כפונקציה של ציר X. בחר את ארבעת הקווים x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m ו-x=0.8m תחת משטחים.
18. לחץ על הלחצן Axes… בחלון Solution XY Plot. בחר את ציר ה-X, בטל את הסימון של טווח אוטומטי תחת אפשרויות, הזן 6 עבור טווח מקסימלי, בחר סוג כללי תחת תבנית מספר, והגדר את Precision ל-0. לחץ על כפתור החל. בחר את ציר ה-Y, בטל את הסימון של הטווח האוטומטי, הזן 0.01 עבור טווח מרבי, בחר סוג כללי תחת פורמט מספר, ולחץ על כפתור החל. סגור את חלון הצירים.
19. לחץ על הלחצן Curves... בחלון Solution XY Plot. בחר את התבנית הראשונה תחת סגנון קו עבור עקומה מס' 0. בחר לא סימן עבור סגנון סמן ולחץ על כפתור החל. לאחר מכן, בחר עקומה מס' 1, בחר את הדפוס הזמין הבא עבור סגנון קו, ללא סמל עבור סגנון סמן, ולחץ על כפתור החל. המשך דפוס זה של בחירה עם שתי העקומות הבאות # 2 ו- # 3. סגור את החלון Curves – Solution XY Plot. לחץ על הלחצן Save/Plot בחלון Solution XY Plot וסגור חלון זה. לחץ על העתק צילום מסך של חלון פעיל ללוח, ראה איור 2.16ג). ניתן להדביק את עלילת XY במסמך Word. בחר בכרטיסייה 'הגדרת משתמש' בתפריט ובהתאמה אישית תחת פונקציות שדות. בחר פונקציית שדה אופרנד ספציפית מהתפריט הנפתח על ידי בחירה ב-Mesh... ו-Y-Coordinate. לחץ על בחר והזן את ההגדרה כפי שמוצג באיור 2.16ו). עליך לבחור Mesh... ו-X Coordinate כדי לכלול את קואורדינטת ה-x ולהשלים את ההגדרה של פונקציית השדה. הזן eta כשם פונקציה חדשה, לחץ על Defi,ne וסגור את החלון. חזור על שלב זה כדי ליצור פונקציית שדה מותאמת אישית נוספת. הפעם, אנו בוחרים במהירות... ו-X Velocity כפונקציות שדה ולוחצים על בחר. השלם את ההגדרה כפי שמוצג באיור 2.16g) והזן u-divided-by-freestream-velocity כשם הפונקציה החדשה, לחץ על Def, one, וסגור את החלון.
    מדוע יצרנו קואורדינטה דומה לעצמה?
    מתברר שעל ידי שימוש בקואורדינטה דומה לעצמה, המהירות פרוfiles במיקומי זרימה שונים יקרסו על מקצוען מהירות אחד דומה לעצמוfile שאינו תלוי במיקום הזרמים.
20. לחץ פעמיים על עלילות ועלילות XY תחת תוצאות במתווה View. הגדר את X ל-0 ו-Y ל-1 ככיוון העלילה. בטל את הסימון של מיקום על ציר X ובטל את הסימון של מיקום על ציר ה-Y תחת אפשרויות. בחר פונקציות שדה מותאמות אישית ו-eta עבור פונקציית ציר Y ובחר פונקציות שדה מותאמות אישית ומחולק לפי מהירות זרם חופשי עבור פונקציית ציר X. מניחים את file blasius.dat בספריית העבודה שלך. זֶה file ניתן להוריד מ-sdcpublications.com בכרטיסייה הורדות של ספר זה. ראה איור 2.19 לקוד Mathematica שניתן להשתמש בו כדי ליצור את המהירות התיאורטית של Blasius speed profile לזרימת שכבת גבול למינרית על צלחת שטוחה. בתור אקסיתample, בספר הלימוד הזה ספריית העבודה היא ܥ:\Users\jmatsson. לחץ על טען File. לִבחוֹר Files של סוג: הכל Files (*) ובחר את file blasius.dat מספריית העבודה שלך. בחר את ארבעת המשטחים x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m, x=0.8m והטעון file תֵאוֹרִיָה.
    לחץ על כפתור Axes…. בחר Y-Axis בחלון Axes-Solution XY Plot ובטל את הסימון Auto. לָנוּעַ. הגדר את הטווח המינימלי ל-0 ואת הטווח המרבי ל-10. הגדר את ה-Type ל-float ואת Precision ל-0 תחת תבנית מספר. הזן את כותרת הציר כ-eta ולחץ על החל. בחר את ציר ה-X, בטל את הסימון Auto Range תחת Options, הזן 1.2 עבור Maximum Range, בחר Flooat Type תחת Number Format, והגדר Precision ל-1. הזן את כותרת הציר בתור u/U. לחץ על החל וסגור את החלון. לחץ על הלחצן Curves... בחלון Solution XY Plot. בחר את התבנית הראשונה תחת סגנון קו עבור עקומה מס' 0, ראה איור 2.16א). בחר לא סימן לסגנון מרקר ולחץ על כפתור החל. לאחר מכן, לא בחר עקומה מס' 1, בחר את הדפוס הזמין הבא עבור סגנון קו, ללא סמל עבור סגנון סמן, ולחץ על כפתור החל. המשך דפוס זה של בחירה עם שתי העקומות הבאות # 2 ו- # 3. סגור את החלון Curves – Solution XY Plot. לחץ על הלחצן Save/Plot בחלון Solution XY Plot וסגור חלון זה.
21. לחץ על העתק צילום מסך של חלון פעיל ללוח, ראה איור 2.16ג). ניתן להדביק את עלילת XY במסמך Word. בחר בכרטיסייה 'הגדרת משתמש' בתפריט ובהתאמה אישית. בחר פונקציית Operand ספציפית מהתפריט הנפתח על ידי בחירה ב-Mesh... ו-X-Coordinate. לחץ על בחר והזן את ההגדרה כפי שמוצג באיור 2.17ה). הזן rex כשם פונקציה חדשה, לחץ על הגדר וסגור את החלון. לחץ פעמיים על עלילות ו-Xplotsot תחת תוצאות במתווה View. הגדר את X ל-0 ו-Y ל-1 תחת כיוון העלילה.
22. בטל את הסימון של מיקום על ציר X ובטל את הסימון של מיקום על ציר Y תחת אפשרויות. בחר שטפי קיר ומקדם חיכוך עור עבור פונקציית ציר Y ובחר פונקציות שדה מותאמות אישית ו-rex עבור פונקציית ציר XX. מניחים את file "מקדם חיכוך עור תיאורטי" בספריית העבודה שלך. לחץ על טען File. לִבחוֹר Files של סוג: הכל Files (*) ובחר את file "מקדם חיכוך עור תיאורטי". בחר את הקיר תחת משטחים ואת הטעון file חיכוך עור מתחת File נְתוּנִים. לחץ על הלחצן Axes…. סמן את ציר ה-X, סמן את התיבה עבור יומן תחת אפשרויות, הזן Re-x ככותרת הציר, ובטל את הסימון אוטומטי. טווח תחת אפשרות הגדר את המינימום ל-100 ומקסימום ל-1000000. הגדר את סוג לצוף ודיוק ל-0 תחת תבנית מספר ולחץ על החל. סמן את ציר ה-Y, סמן את התיבה עבור יומן תחת אפשרויות, הזן Cf-x כתווית, ובטל את הסימון אוטומטי. טווח, הגדר את המינימום ל-0.001 ומקסימום ל-0.1, הגדר את סוג לצוף, דיוק ל-3, ולחץ על החל. סגור את החלון. לחץ על Save/Plot בחלון Solution XY Plot. לחץ על הלחצן Curves... בחלון Solution XY Plot. בחר את התבנית הראשונה תחת Lin. e Style for Curve # 0. בחר ללא סימן ל-Marker Style ולחץ על הלחצן Apply. לאחר מכן, בחר עקומה מס' 1, בחר את התבנית הזמינה הבאה עבור סגנון קו, ללא סמל עבור סגנון סמן, ולחץ על כפתור החל. סגור את החלון Curves – Solution XY Plot. לחץ על הלחצן Save/Plot בחלון Solution XY Plot וסגור חלון זה. לחץ על העתק צילום מסך של חלון פעיל ללוח, ראה איור 2.16ג). ניתן להדביק את עלילת XY במסמך Word.
23. תֵאוֹרִיָה
24. בפרק זה, השווינו את Ansys Fluent velocity profiles עם המהירות התיאורטית של Blasius profile לזרימה למינרית על צלחת שטוחה. הפכנו את קואורדינטת ה-mal-נורמלית של הקיר לקואורדינטת דמיון לצורך השוואה של פרוfiles במיקומים שונים בזרמים. קואורדינטת הדמיון מוגדרת על ידי כאשר y (m) היא קואורדינטת הקיר-נורמלית, מוגדרת על ידי
25. כאשר y (m) היא הקואורדינטה הרגילה של הקיר, U (m/s) היא מהירות הזרם החופשי, x (m) היא המרחק ממקור הזרימה של הקיר ו- ᥥ) m2 /s) היא הצמיגות הקינמטית של הנוזל. U (m/s) היא מהירות הזרם החופשי, x (m) היא המרחק ממקור הזרימה של הקיר ו-m2/s) היא הצמיגות הקינמטית של הנוזל.

השתמשנו גם במהירות הזרימה הלא ממדית u/U כאשר u הוא המהירות הממדית פרוfile.

u/U התווה לעומת ⁇ עבור Ansys Fluent velocity profileבהשוואה למקצוען התיאורטי של בלסיוסfile וכולם קרסו על אותה עקומה לפי ההגדרה של דמיון עצמי.

משוואת שכבת הגבול של בלסיוס ניתנת על ידי

עובי שכבת הגבול מוגדר כמרחק מהקיר למיקום בו המהירות בשכבת הגבול הגיעה ל-99% מערך הנחל החופשי.

עבור שכבת גבול למינרית orr יש לנו את הביטוי התיאורטי הבא לשונות של עובי שכבת הגבול עם מרחק זרם x ומספר ריינולדס ܴ.

• הביטוי המקביל לעובי שכבת הגבול בשכבת גבול סוערת ניתן על ידי
• מקדם החיכוך המקומי של העור מוגדר כמתח הגזירה המקומי של הקיר חלקי הלחץ הדינמי.
• מקדם החיכוך המקומי התיאורטי עבור זרימה למינרית נקבע על ידי
• ולזרימה סוערת, יש לנו את היחס הבא

הפניות

1. Çengel, YA, ו- Cimbala JM, יסודות מיכניקת נוזלים ויישומים, מהדורה 1, McGraw-Hill, 2006.
2. Richards, S., Cimbala, JM, Martin, K., ANSYS Workbench Tutorial – Boundary Layer on a Flat Plate, אוניברסיטת פן סטייט, עדכון 18 במאי 2010.
3. Schlichting, H., and Gersten, K., Boundary Layer Theory, 8th Revised and Enlarged Edition, Springer, 2001.
4. White, FM, Fluid Mechanics, מהדורה 4, McGraw-Hill, 1999.

תרגילים

1. השתמש בתוצאות מהסימולציה של Ansys Fluent בפרק זה כדי לקבוע את עובי שכבת הגבול במיקומי הזרם כפי שמוצג בטבלה למטה. מלא את המידע החסר בטבלה. ܷ היא מהירות שכבת הגבול במרחק מהקיר שווה לעובי שכבת הגבול ו-U היא מהירות הזרם החופשי.
   

   x (מ)	o (mm) שׁוֹטֵף	o (mm) תֵאוֹרִיָה	אחוז הבדל	U 8 (גְבֶרֶת)	U (גְבֶרֶת)	v (m2/s)	Re x
   0.2						.0000146
   0.4						.0000146
   0.6						.0000146
   0.8						.0000146

2. שנה את גודל האלמנט ל-2 מ"מ עבור הרשת והשווה את התוצאות ב-XY של מקדם חיכוך העור לעומת מספר ריינולדס עם גודל האלמנט של 1 מ"מ ששימש בפרק זה. השווה את התוצאות שלך עם התיאוריה.
3. שנה את מהירות הזרם החופשית ל-3 m/s וצור עלילת XY כולל מהירות פרוfiles ב-x = 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 ו-0.9 מ'. צור עלילת XY נוספת עם מהירות פרו דומה לעצמהfiles עבור מהירות זרימה חופשית נמוכה יותר זו וצור עלילת XY עבור מקדם חיכוך העור לעומת מספר ריינולדס.
4. השתמש בתוצאות מהסימולציה של Ansys Fluent בתרגיל 2.3 כדי לקבוע את עובי שכבת הגבול במיקומי הזרם כפי שמוצג בטבלה למטה. מלא את המידע החסר בטבלה.היא מהירות שכבת הגבול במרחק מהקיר שווה לעובי שכבת הגבול ו-U היא מהירות הזרם החופשי.
   

   x (מ)	o (mm) שׁוֹטֵף	o (mm) תֵאוֹרִיָה	אחוז הבדל	U 8 (גְבֶרֶת)	U (גְבֶרֶת)	v (m2/s)	Re x
   0.1						.0000146
   0.2						.0000146
   0.5						.0000146
   0.7						.0000146
   0.9						.0000146

טבלה 2.2 השוואה בין Fluent לתיאוריה לעובי שכבת גבול
שנה את מהירות הזרם החופשית לערך המופיע בטבלה למטה וצור עלילת XY כולל מהירות פרוfiles ב-x = 0.2, 0.4, 0.6 ו-0.8 מ'. צור עלילת XY נוספת עם מהירות פרו דומה לעצמהfiles עבור מהירות הזרם החופשית שלך וצור עלילת XY עבור מקדם חיכוך העור לעומת מספר ריינולדס.

סטוּדֶנט	X-Velocity U (גְבֶרֶת)	מַקסִימוּם לָנוּעַ (גְבֶרֶת) עֲבוּר X מְהִירוּת מִגרָשׁ
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

הורד PDF: מדריך למשתמש של תוכנת Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation

הפניות

• מדריך למשתמש