Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation бағдарламалық құралының пайдаланушы нұсқаулығы
2-ТАРАУ. ЖАЗҚЫ ТАҚШАЛЫҚ ШЕКТЕУЛІ ҚАБАТ
Мақсаттар
- Ansys Fluent үшін Ansys Workbench бағдарламасында геометрия жасау
- Laminar Stady 2D Planar Flow үшін Ansys Fluent орнату
- Mesh орнату
- Шекаралық шарттарды таңдау
- Есептеулерді орындау
- Нәтиже ағынының өрісін визуализациялау үшін графиктерді пайдалану
- Mathematica Code көмегімен теориялық шешіммен салыстырыңыз
Мәселе сипаттамасы
Бұл тарауда біз Ansys Fluent бағдарламасын көлденең жазық пластинадағы екі өлшемді ламинарлы ағынды зерттеу үшін қолданамыз. Пластинаның өлшемі аралық бағытта шексіз болып саналады, сондықтан ағын 2D орнына 3D болады. Ұзындығы 1 м пластинаның кіріс жылдамдығы 5 м/с және біз ауаны ламинарлы модельдеу үшін сұйықтық ретінде қолданамыз. Біз жылдамдықты анықтаймызfiles және про графигін құрыңызfileс. Модельдеу үшін қажетті геометрияны құрудан бастаймыз.
Ansys Workbench іске қосу және Fluent таңдау
- Ansys Workbench бағдарламасын іске қосу арқылы бастаңыз. Құралдар жинағындағы Analysis Systems астында орналасқан Fluid Flow (Fluent) түймесін екі рет басыңыз.
Ansys DesignModeler іске қосылуда
- Ansys Workbench ішіндегі Project Schematic астындағы Геометрияны таңдаңыз. «Геометрия» түймесін тінтуірдің оң жақ түймешігімен басып, «Сипаттар» тармағын таңдаңыз. A2 схемасының сипаттары: Геометриядағы Кеңейтілген геометрия опциялары астынан 2D талдау түрін таңдаңыз. Project Schematic ішіндегі Геометрияны тінтуірдің оң жақ түймешігімен басып, New DesignModeler Geometry іске қосу пәрменін таңдаңыз. DesignModeler мәзірінен ұзындық бірлігі ретінде Units>>Millimeter таңдаңыз.
- Әрі қарай, біз DesignModeler бағдарламасында геометрияны жасаймыз. DesignModeler ішіндегі сол жақтағы ағаш контурынан XYPlane таңдаңыз. Эскизге қарауды таңдаңыз Ағаш контурындағы Эскиз қойындысын басып, Сызықты таңдаңыз
skSketchool. Басынан оңға қарай ұзындығы 1,000 мм көлденең сызық сызыңыз. Сызық сызуды бастаған кезде бастапқыда P бар екеніне көз жеткізіңіз. Сондай-ақ, сызық бойында H әрпі бар екеніне көз жеткізіңіз, сонда ол көлденең және сызықтың соңында C болады. Эскиз опциялары ішінен Өлшемдерді таңдаңыз. Жолды басып, 1000 мм ұзындықты енгізіңіз. Бірінші көлденең сызықтың соңғы нүктесінен бастап ұзындығы 100 мм жоғары тік сызық сызыңыз. Жолды бастағанда P және тік сызықты көрсететін V бар екеніне көз жеткізіңіз. Бастапқыдан солға қарай ұзындығы 100 мм көлденең сызықпен, содан кейін ұзындығы 100 мм басқа тік сызықпен жалғастырыңыз. Келесі жол бұрынғы тік сызықтың соңғы нүктесінен басталып, оңға бағытталған ұзындығы 100 мм көлденең болады. Соңында, тіктөртбұрышты 1,000 мм ұзындықтағы көлденең сызықпен бастапқы нүктеден 100 мм жоғары басталып, оңға бағытталған жабыңыз.
- Эскиз құралдар жәшіктері астындағы Модельдеу қойындысын басыңыз. Мәзірдегі Эскиздерден Concept>>Surfaces тармағын таңдаңыз. Басқару тіктөртбұрыштың алты жиегін Негізгі нысандар ретінде таңдап, Мәліметтер ішінде Қолдану пәрменін таңдаңыз View. Құралдар тақтасында Жасау түймесін басыңыз. Тіктөртбұрыш сұр түске боялады. Графикалық терезені тінтуірдің оң жақ түймешігімен нұқып, Fit to Fit (Масштабтау) параметрін таңдап, DesignModeler жабыңыз.
- Енді біз Mesh терезесін ашу үшін Ansys Workbench ішіндегі Project Schematic астындағы торды екі рет шертеміз. Mesh терезесінің контурында торды таңдаңыз. Тінтуірдің оң жақ түймешігімен нұқыңыз және торды жасау таңдаңыз. Дөрекі тор жасалады. Графикалық терезенің төменгі жағынан Unit Systems>>Metric (мм, кг, N …) тармағын таңдаңыз. Мәзірден Mesh>> Controls>>Face Meshing таңдаңыз. Бет торының егжей-тегжейлері ішіндегі Ауқым астындағы Геометрия жанындағы сары аймақты басыңыз. Графикалық терезеде тіктөртбұрышты таңдаңыз. «Бетті торлау» мәліметтеріндегі геометрия үшін Қолдану түймесін басыңыз. Мәзірден Mesh>> Controls>> Sizeing таңдаңыз және графикалық терезенің үстіндегі Edge таңдаңыз. Тіктөртбұрыштың 6 шетін таңдаңыз. «Шет өлшемінің егжей-тегжейлері» бөліміндегі Геометрияға өтініш беру түймесін басыңыз. «Шет өлшемін анықтау мәліметтері» бөліміндегі Анықтаманың астынан Түр ретінде Элемент өлшемін, Элемент өлшемі үшін 1.0 мм, «Жоқ» ретінде қисықтығы түсіру және Мінез ретінде Қатты таңдаңыз. Екінші Bias Type таңдаңыз және Bias Factor ретінде 12.0 мәнін енгізіңіз. Қысқарақ жоғарғы көлденең жиекті таңдап, осы жиекті кері қиғаштықпен қолданыңыз. Мәзірдегі Басты>>Торды жасау түймесін басып, Контурда торды таңдаңыз. Дайын тор графикалық терезеде көрсетіледі.
Неліктен біз біржақты торды жасадық?
Енді біз тіктөртбұрыштың шеттерінің атын өзгертеміз. Тіктөртбұрыштың сол жақ жиегін таңдап, тінтуірдің оң жақ түймешігімен нұқыңыз және «Аталған таңдауды жасау» таңдаңыз.
Кірісті атау ретінде енгізіп, OK түймесін басыңыз. Осы қадамды тіктөртбұрыштың оң жақ тік жиегі үшін қайталаңыз және атау шығысын енгізіңіз. Төменгі ұзынырақ көлденең оң жақ жиек үшін атаулы таңдау жасаңыз және оны қабырға деп атаңыз. Соңында, қалған үш көлденең жиекті басқару арқылы таңдаңыз және оларды идеалды қабырғалар деп атаңыз. Идеал қабырға адиабатты және үйкеліссіз қабырға болып табылады.
- Біржақты торды пайдаланудың себебі - ағында жылдамдық градиенттері бар қабырғаға жақынырақ жұқа тор қажет. Біз сондай-ақ тегіс пластинада шекаралық қабат дами бастайтын жұқа торды қостық. таңдаңыз File>>Экспорттау…>>Mesh>>FLUENT енгізу File>>Мәзірден экспорттау. Басқаша сақтау түрін таңдаңыз: FLUENT енгізу Files (*.msh). Boundary-layer-mesh енгізіңіз.msh s file атын қойып, Сақтау түймесін басыңыз. таңдаңыз File>>Мәзірден жобаны сақтау. Жобаны жазық пластинаның шекаралық қабатын атаңыз. Ansys Meshing терезесін жабыңыз. Project Schematic ішіндегі торды тінтуірдің оң жақ түймешігімен басып, Жаңарту опциясын таңдаңыз.
Ansys Fluent іске қосылуда
- Ansys Workbench ішіндегі Project Schematic астындағы Орнату түймесін екі рет басу немесе Ansys 2024 R1 қолданба қалтасындағы Fluent 2024 R1 жүйесінен оқшау режимде Fluent бағдарламасын екі түрлі жолмен бастауға болады. Оқшау режимде Fluent бағдарламасын іске қоссаңыз, торды оқуыңыз қажет болады. АдванtagAnsys Fluent-ті автономды режимде іске қосу үшін сіз жұмыс каталогының орнын таңдауға болады. files сақталады, 2.6а суретін қараңыз). Fluent өлшемінің 2D және қос дәлдік шешушісін іске қосыңыз. Параметрлер астындағы Қос дәлдікті тексеріңіз. Шешуші процестердің санын компьютер ядроларының санына тең етіп орнатыңыз. Физикалық ядролардың санын тексеру үшін Ctrl + Shift + Esc пернелерін бір уақытта басып, тапсырмалар реттеушісін ашыңыз. «Өнімділік» қойындысына өтіп, сол жақ бағаннан CPU таңдаңыз. Төменгі оң жақта физикалық ядролардың санын көресіз. Ansys Student максимум 4 шешуші процесспен шектеледі. Тапсырмалар реттеушісі терезесін жабыңыз. Ansys Fluent бағдарламасын іске қосу үшін «Бастау» түймесін басыңыз. Негізгі мінез-құлық өзгерістері терезесі пайда болса, оны жабу үшін OK түймесін басыңыз.
2.6а-сурет) Setup бағдарламасын іске қосу
Неліктен біз қос дәлдікті пайдаланамыз?
Қос дәлдік бір дәлдікке қарағанда дәлірек есептеулер береді. - Тапсырма бетіндегі Жалпы тор астындағы Масштабтау… түймесін таңдау арқылы тордың масштабын тексеріңіз. Домен ауқымының дұрыс екеніне көз жеткізіңіз және Scale Mesh терезесін жабыңыз.
- Құрылымдағы Орнату астындағы Модельдер және тұтқыр (SST k-omega) түймесін екі рет басыңыз. View. Тұтқыр үлгі ретінде Ламинарды таңдаңыз. Терезені жабу үшін OK түймесін басыңыз. Құрылымдағы Орнату астындағы Шекаралық шарттарды екі рет басыңыз View. Тапсырма бетіндегі Аймақ астындағы кірісті екі рет басыңыз. Құрамдастарды жылдамдық сипаттамасы әдісі ретінде таңдап, X-Velocity [м/с] мәнін 5-ке орнатыңыз.
- Қолдану түймесін, содан кейін Жабу түймесін басыңыз.
- Аймақтар астындағы ideal_wall түймесін екі рет басыңыз. Белгіленген ығысуды ығысу күйі ретінде тексеріңіз және мінсіз қабырға үйкеліссіз болғандықтан, белгіленген ығысу кернеуі үшін нөлдік мәндерді сақтаңыз. Қолдану түймесін, содан кейін Жабу түймесін басыңыз.
Неліктен біз тұтқыр модель ретінде ламинарды таңдадық?
Таңдалған еркін ағын жылдамдығы 5 м/с үшін Рейнольдс саны пластина бойымен 500,000 500,000-нан аз, сондықтан ағын ламинарлы болады. Тегіс пластина бойымен турбулентті ағын XNUMX XNUMX-нан жоғары Рейнольдс сандарында болады. - Құрылымдағы Шешім астындағы Әдістерді екі рет басыңыз View. Қысым үшін Стандартты және Импульс үшін Желге қарсы бірінші ретті таңдаңыз. Құрылымдағы Орнату астындағы Анықтамалық мәндерді екі рет басыңыз View. Тапсырма бетіндегі кірістен Есептеуді таңдаңыз.
Неліктен біз импульсті кеңістіктік дискретизациялау үшін бірінші ретті желге қарсы әдісін пайдаланамыз?
Бірінші ретті желге қарсы әдісі әдетте дәлірек емес, бірақ Екінші ретті желге қарсы әдісіне қарағанда жақсырақ біріктіріледі. Есептеулер басында Бірінші ретті желге қарсы әдісінен бастап, екінші ретті желге қарсы әдісімен жалғастыру әдеттегі тәжірибе. - Құрылымдағы Шешім астындағы Инициализация түймесін екі рет басыңыз View, Стандартты инициализация опциясын таңдап, кірістен Есептеуді таңдап, «Бағдарлау» түймесін басыңыз.
- Құрылымдағы Шешім астындағы Мониторлар түймесін екі рет басыңыз View. Құрылымдағы Мониторлар астындағы Қалдықты екі рет басыңыз View және барлық қалдық үшін абсолютті критерий ретінде 1e-9 енгізіңіз. Терезені жабу үшін OK түймесін басыңыз. таңдаңыз File>>Мәзірден жобаны сақтау. таңдаңыз FileМәзірден >>Экспорттау>>Case…. Істі сақтаңыз File Flat Plate Boundary Layer атауымен. CAS.h5
Неліктен біз абсолютті критерийлерді 1e-9 деп қойдық?
Әдетте, абсолютті критерийлер неғұрлым төмен болса, соғұрлым есептеуге көп уақыт кетеді және дәлірек шешімді береді. 2.12б) суретінен х-жылдамдық пен у-жылдамдық теңдеулерінің үздіксіздік теңдеуіне қарағанда қалдығы аз екенін көреміз. Барлық үш теңдеу үшін қалдық қисықтардың еңістері күрт төмендеу үрдісімен шамамен бірдей. - Шешім астындағы Есептеуді іске қосу түймесін екі рет басып, Итерациялар саны үшін 5000 мәнін енгізіңіз. Есептеу түймесін басыңыз. Есептеулер 193 итерациядан кейін аяқталады, 2.12b суретін қараңыз). Белсенді терезенің скриншотын алмасу буферіне көшіру түймесін басыңыз, 2.12c суретін қараңыз). Масштабталған қалдықтарды Word құжатына қоюға болады.
Пост-өңдеу
- Мәзірдегі «Нәтижелер» қойындысын таңдап, «Бет» астындағы Жасау>>Сызық/тырма... тармағын таңдаңыз. x0.2 (m) үшін 0, x0.2 (m) үшін 1, y0 (m) үшін 0 және y0.02 (m) үшін 1 м енгізіңіз. Жаңа бет атауы үшін x=0.2m енгізіп, Жасау түймесін басыңыз. Бұл қадамды тағы үш рет қайталаңыз және ұзындығы 0.4 м x=0.04м, ұзындығы 0.6 м x=0.06м және ұзындығы 0.8 м x=0.08м тік сызықтарды жасаңыз. Терезені жабыңыз.
- «Нәтижелер контурындағы» астындағы «Сюжеттер» және «XY схемасы» түймесін екі рет басыңыз View. Параметрлер астындағы X осіндегі орын құсбелгісін алып тастаңыз және Y осіндегі орын құсбелгісін қойыңыз. X үшін Plot Direction параметрін 0 және Y үшін 1 мәніне орнатыңыз. X осі функциясы ретінде Velocity… және X Velocity таңдаңыз. Беткейлер астынан x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m және x=0.8m төрт жолды таңдаңыз.
- Solution XY Plot терезесіндегі Осьтер… түймесін басыңыз. X осін таңдаңыз, «Параметрлер» астындағы «Автоматты диапазон» құсбелгісін алып тастаңыз, «Ең үлкен ауқым» үшін 6 мәнін енгізіңіз, «Сан пішімі» астынан «Жалпы түрі» таңдаңыз және Дәлдік мәнін 0-ге орнатыңыз. Қолдану түймесін басыңыз. Y осін таңдаңыз, «Автоматты диапазон» құсбелгісін алып тастаңыз, Максималды диапазон үшін 0.01 мәнін енгізіңіз, «Сан пішімі» астындағы Жалпы типті таңдаңыз және «Қолдану» түймесін басыңыз. Осьтер терезесін жабыңыз.
- Solution XY Plot терезесіндегі Curves… түймесін басыңыз. № 0 қисық үшін Сызық мәнері астындағы бірінші үлгіні таңдаңыз. Маркер мәнері үшін Таңба жоқ параметрін таңдап, Қолдану түймесін басыңыз. Содан кейін №1 қисық тармағын таңдап, Сызық мәнері үшін келесі қол жетімді үлгіні таңдаңыз, маркер мәнері үшін таңба жоқ және Қолдану түймесін басыңыз. Таңдаудың осы үлгісін келесі екі №2 және №3 қисық сызықтармен жалғастырыңыз. Curves – Solution XY Plot терезесін жабыңыз. Solution XY Plot терезесінде Save/Plot түймесін басыңыз және осы терезені жабыңыз. Белсенді терезенің скриншотын алмасу буферіне көшіру түймесін басыңыз, 2.16c суретін қараңыз).
XY схемасын Word құжатына қоюға болады. Мәзірдегі Пайдаланушы анықтайтын қойындысын және Өріс функциялары астындағы Теңшелетін опциясын таңдаңыз. Тор… және Y-Координат таңдау арқылы ашылмалы мәзірден белгілі бір операнд өрісінің функциясын таңдаңыз. Таңдау түймесін басып, 2.16f суретінде көрсетілгендей анықтаманы енгізіңіз). x координатын қосу және өріс функциясының анықтамасын аяқтау үшін Mesh… және X координаттарын таңдау керек. Жаңа функция атауы ретінде eta енгізіңіз, Defi,ne түймесін басып, терезені жабыңыз. Басқа теңшелетін өріс функциясын жасау үшін осы қадамды қайталаңыз. Бұл жолы біз өріс функциялары ретінде Жылдамдық… және X жылдамдықты таңдап, Таңдау түймесін басыңыз. Анықтаманы 2.16g суретте көрсетілгендей аяқтаңыз) және Жаңа функция атауы ретінде u-бөлінетін еркін ағын жылдамдығын енгізіңіз, Def, one түймесін басып, терезені жабыңыз.
Неліктен біз өзіне ұқсас координатаны құрдық?
Өзіне ұқсас координатаны пайдалану арқылы жылдамдық проfileӘр түрлі ағындық позициялардағы s бір өзіне ұқсас жылдамдықты проекторда құлап кетедіfile бұл ағынды орналасудан тәуелсіз. - «Нәтижелер контурындағы» астындағы «Сюжеттер» және «XY схемасы» түймесін екі рет басыңыз View. Сюжеттік бағыт ретінде X мәнін 0 және Y мәнін 1 мәніне орнатыңыз. X осіндегі орын құсбелгісін алып тастап, Параметрлер астындағы Y осіндегі орын құсбелгісін алып тастаңыз. Y-осі функциясы үшін Custom Field Functions және eta таңдаңыз, ал X-Axis функциясы үшін Теңшелетін өріс функцияларын және еркін ағын жылдамдығына бөлінетін таңдаңыз. қойыңыз file blasius.dat сіздің жұмыс каталогыңызда. Бұл file sdcpublications.com сайтынан осы кітаптың Жүктеулер қойындысынан жүктеп алуға болады. Теориялық Blasius жылдамдығын жасау үшін пайдалануға болатын Mathematica кодын 2.19-суреттен қараңыз.file тегіс пластина үстіндегі ламинарлы шекаралық қабат ағыны үшін. Бұрынғы ретіндеample, бұл оқулықтағы жұмыс каталогы ܥ:\Users\jmatsson. Жүктеу түймесін басыңыз File. таңдаңыз Files түрі: Барлығы Files (*) басыңыз және таңдаңыз file blasius.dat сіздің жұмыс каталогыңыздан. Төрт бетті таңдаңыз x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m, x=0.8m және жүктелген file Теория.
Осьтер… түймесін басыңыз. Axes-Solution XY Plot терезесінде Y-Axis параметрін таңдап, Auto құсбелгісін алып тастаңыз. Ауқым. Минималды диапазонды 0 мәніне және ең үлкен ауқымды 10 мәніне орнатыңыз. Сан пішімі астындағы Түрді қалқымалы күйге және Дәлдік мәнін 0 етіп орнатыңыз. Ось тақырыбын eta ретінде енгізіп, Қолдану түймесін басыңыз. X осін таңдаңыз, Параметрлер астындағы Авто диапазон құсбелгісін алып тастаңыз, Максималды диапазон үшін 1.2 мәнін енгізіңіз, Сан пішімі астындағы қалқымалы түрін таңдаңыз және Дәлдік параметрін 1-ге орнатыңыз. Ось тақырыбын u/U ретінде енгізіңіз. «Қолдану» түймесін басып, терезені жабыңыз. Solution XY Plot терезесіндегі Curves… түймесін басыңыз. №0 қисық үшін Сызық мәнері астындағы бірінші үлгіні таңдаңыз, 2.16а суретін қараңыз). Маркер стилі үшін ешқандай таңбаны таңдап, Қолдану түймесін басыңыз. Келесі, № 1 қисық тармағын таңдап, Сызық мәнері үшін келесі қол жетімді үлгіні таңдаңыз, маркер мәнері үшін таңба жоқ және Қолдану түймесін басыңыз. Таңдаудың осы үлгісін келесі екі №2 және №3 қисықтармен жалғастырыңыз. Curves – Solution XY Plot терезесін жабыңыз. Solution XY Plot терезесінде Save/Plot түймесін басып, осы терезені жабыңыз.
- Белсенді терезенің скриншотын алмасу буферіне көшіру түймесін басыңыз, 2.16c суретін қараңыз). XY схемасын Word құжатына қоюға болады. Мәзірдегі Пайдаланушы анықтайтын қойындысын және Теңшелетін опциясын таңдаңыз. Тор… және X-Координат таңдау арқылы ашылмалы мәзірден белгілі бір Operand функциясын таңдаңыз. Таңдау түймесін басып, 2.17e суретінде көрсетілгендей анықтаманы енгізіңіз). Жаңа функция атауы ретінде rex енгізіңіз, «Анықтау» түймесін басып, терезені жабыңыз. Құрылымдағы нәтижелер астындағы Plots және XPlotsot түймелерін екі рет басыңыз View. Plot Direction астындағы X мәнін 0 және Y мәнін 1 мәніне орнатыңыз.
X осіндегі орын құсбелгісін алып тастаңыз және Параметрлер астындағы Y осіне орналасу құсбелгісін алып тастаңыз. Y-осі функциясы үшін Қабырға ағындары мен Тері үйкеліс коэффициентін таңдаңыз және XX-осі функциясы үшін Custom Field Functions және rex таңдаңыз. қойыңыз file Жұмыс каталогында «Теориялық тері үйкеліс коэффициенті». Жүктеу түймесін басыңыз File. таңдаңыз Files түрі: Барлығы Files (*) басыңыз және таңдаңыз file «Теориялық тері үйкеліс коэффициенті». Қабырғаны Surfaces және жүктелген астынан таңдаңыз file Терінің астындағы үйкеліс File Деректер. Осьтер… түймесін басыңыз. X осін белгілеңіз, Параметрлер астындағы Журналға құсбелгі қойыңыз, ось тақырыбы ретінде Re-x енгізіңіз және Авто құсбелгісін алып тастаңыз. Опция астындағы диапазон Минималды 100 және Ең көбі 1000000 мәніне орнатыңыз. Сан пішімі астындағы Түрді қалқымалы күйге және Дәлдік мәнін 0 етіп орнатыңыз және Қолдану түймесін басыңыз. Y осін белгілеңіз, Параметрлер астындағы Журналға құсбелгі қойыңыз, Cf-x белгісін Белгі ретінде енгізіңіз және Авто құсбелгісін алып тастаңыз. Ауқым, Минималды 0.001 және Максималды 0.1, Түрді қалқымалы, Дәлдік 3 мәнін орнатыңыз және Қолдану түймесін басыңыз. Терезені жабыңыз. Solution XY Plot терезесінде Save/Plot түймесін басыңыз. Solution XY Plot терезесіндегі Curves… түймесін басыңыз. Lin астындағы бірінші үлгіні таңдаңыз. e Curve # 0 үшін мәнер. Маркер мәнері үшін ешқандай таңбаны таңдап, Қолдану түймесін басыңыз. Келесі, № 1 қисық тармағын таңдап, Сызық мәнері үшін келесі қол жетімді үлгіні, маркер мәнері үшін таңбаны таңдап, Қолдану түймесін басыңыз. Curves – Solution XY Plot терезесін жабыңыз. Solution XY Plot терезесінде Save/Plot түймесін басып, осы терезені жабыңыз. Белсенді терезенің скриншотын алмасу буферіне көшіру түймесін басыңыз, 2.16c суретін қараңыз). XY схемасын Word құжатына қоюға болады.- Теория
- Бұл тарауда Ansys Fluent velocity pro нұсқасын салыстырдықfiles теориялық Blasius жылдамдығы profile тегіс пластинадағы ламинарлы ағынға арналған. Біз промен салыстыру үшін қабырға-қалыпты mal координатын ұқсастық координатасына айналдырдықfileәртүрлі ағындық орындарда. Ұқсастық координатасы y (m) қабырға-қалыпты координатасы болып табылады, келесі арқылы анықталады:
- мұндағы y (m) – қабырға-қалыпты координат, U (m/s) – еркін ағынның жылдамдығы, x (m) – қабырғаның ағындық басынан қашықтығы және ) м2/с) – кинематикалық тұтқырлығы. сұйықтық. U (м/с) - еркін ағынның жылдамдығы, x (м) - қабырғаның ағындық басынан қашықтығы және m2 / с) - сұйықтықтың кинематикалық тұтқырлығы.
Біз сондай-ақ өлшемді емес ағындық жылдамдықты u/U қолдандық, мұнда u - pro өлшемді жылдамдық.file.
u/U Ansys Fluent velocity pro үшін қарсы сызылғанfiles Бласиустың теориялық проfile және олардың барлығы өзіндік ұқсастық анықтамасына сәйкес бір қисық сызыққа құлады.
Blasius шекаралық қабат теңдеуі берілген
Шекаралық қабаттың қалыңдығы қабырғадан шекаралық қабаттағы жылдамдық еркін ағын мәнінің 99% жеткен орынға дейінгі қашықтық ретінде анықталады.
Ламинарлы шекаралық қабат немесе r үшін бізде шекаралық қабат қалыңдығының ағындық арақашықтығы x және Рейнольдс саны болатын өзгеруінің келесі теориялық өрнегі бар.
- Турбулентті шекаралық қабаттағы шекаралық қабаттың қалыңдығына сәйкес өрнек берілген
- Терінің жергілікті үйкеліс коэффициенті динамикалық қысымға бөлінген жергілікті қабырға ығысу кернеуі ретінде анықталады.
- Ламинарлық ағын үшін теориялық жергілікті үйкеліс коэффициенті анықталады
- ал турбулентті ағын үшін бізде келесі қатынас бар
Анықтамалар
- Ченгель, Я.А. және Цимбала Дж.М., Сұйықтық механикасының негіздері және қолданбалары, 1-ші басылым, МакГроу-Хилл, 2006 ж.
- Ричардс, С., Цимбала, Дж.М., Мартин, К., ANSYS Workbench оқу құралы – Flat Plate бойынша шекаралық қабат, Пенн Стейт Университеті, 18 мамыр 2010 ж. Ревизия.
- Schlichting, H., and Gersten, K., Boundary Layer Theory, 8th Revised and Enlarged Edition, Springer, 2001 ж.
- White, FM, Fluid Mechanics, 4-ші басылым, McGraw-Hill, 1999 ж.
Жаттығулар
- Төмендегі кестеде көрсетілгендей ағындық позициялардағы шекаралық қабат қалыңдығын анықтау үшін осы тараудағы Ansys Fluent модельдеуінің нәтижелерін пайдаланыңыз. Кестедегі жетіспейтін мәліметтерді толтырыңыз. шекаралық қабаттың қабырғадан қашықтықтағы шекаралық қабат қалыңдығына тең жылдамдығы және U - еркін ағынның жылдамдығы.
x (м) o (mm) Еркін
o (mm) Теория
Пайыздық айырмашылық U 8 (Ханым)
U (Ханым)
v (m2/s)
Re x 0.2 .0000146 0.4 .0000146 0.6 .0000146 0.8 .0000146 - Тор үшін элемент өлшемін 2 мм етіп өзгертіңіз және осы тарауда қолданылған элемент өлшемі 1 мм болатын Рейнольдс санымен тері үйкеліс коэффициентінің XY диаграммаларындағы нәтижелерді салыстырыңыз. Нәтижелеріңізді теориямен салыстырыңыз.
- Еркін ағынның жылдамдығын 3 м/с дейін өзгертіңіз және XY сызбасын жасаңыз, соның ішінде pro velocityfiles кезінде x = 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 және 0.9 м. Өзіне ұқсас жылдамдықпен басқа XY сюжетін жасаңызfiles осы төменгі еркін ағын жылдамдығы үшін және Рейнольдс санына қарсы терінің үйкеліс коэффициенті үшін XY сызбасын жасаңыз.
- Төмендегі кестеде көрсетілгендей ағындық позициялардағы шекаралық қабат қалыңдығын анықтау үшін 2.3-жаттығудағы Ansys Fluent модельдеуінің нәтижелерін пайдаланыңыз. Кестедегі жетіспейтін ақпаратты толтырыңыз.бұл қабырғадан қашықтықтағы шекаралық қабаттың жылдамдығы шекаралық қабат қалыңдығына тең, ал U - еркін ағынның жылдамдығы.
x (м) o (mm) Еркін
o (mm) Теория
Пайыздық айырмашылық U 8 (Ханым)
U (Ханым)
v (m2/s)
Re x 0.1 .0000146 0.2 .0000146 0.5 .0000146 0.7 .0000146 0.9 .0000146
2.2-кесте Шекаралық қабат қалыңдығы үшін Fluent пен теорияны салыстыру
Еркін ағынның жылдамдығын төмендегі кестеде көрсетілген мәнге өзгертіңіз және pro velocity қоса алғанда XY сызбасын жасаңыз.files кезінде x = 0.2, 0.4, 0.6 және 0.8 м. Өзіне ұқсас жылдамдықпен басқа XY сюжетін жасаңызfiles еркін ағын жылдамдығы үшін және Рейнольдс санына қарсы терінің үйкеліс коэффициенті үшін XY сызбасын жасаңыз.
| студент | X-жылдамдығы U (Ханым) | Максималды Ауқым (Ханым) үшін X Жылдамдық Сюжет |
| 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 |
PDF файлын жүктеу: Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation бағдарламалық құралының пайдаланушы нұсқаулығы