Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation Software User Manual
अध्याय २। समतल प्लेट बाउन्ड्री लेयर
उद्देश्यहरू
- Ansys Fluent को लागि Ansys Workbench मा ज्यामिति सिर्जना गर्दै
- Laminar Steady 2D Planar Flow को लागि Ansys Fluent सेटअप गर्दै
- मेष स्थापना गर्दै
- सीमा सर्तहरू चयन गर्दै
- चलिरहेको गणना
- नतिजा प्रवाह क्षेत्र कल्पना गर्न प्लटहरू प्रयोग गर्दै
- गणितीय कोड प्रयोग गरेर सैद्धान्तिक समाधानसँग तुलना गर्नुहोस्
समस्या विवरण
यस अध्यायमा, हामी तेर्सो समतल प्लेटमा दुई-आयामी ल्यामिनार प्रवाह अध्ययन गर्न Ansys Fluent प्रयोग गर्नेछौं। प्लेटको साइज स्प्यानवाइज दिशामा अनन्त मानिन्छ र त्यसैले प्रवाह 2D को सट्टा 3D हुन्छ। 1 मिटर लामो प्लेटको लागि इनलेट वेग 5 m/s छ र हामी लेमिनार सिमुलेशनका लागि तरल पदार्थको रूपमा हावा प्रयोग गर्नेछौं। हामी वेग प्रो निर्धारण गर्नेछौंfiles र प्रो प्लट गर्नुहोस्files हामी सिमुलेशनको लागि आवश्यक ज्यामिति सिर्जना गरेर सुरु गर्नेछौं।
Ansys Workbench सुरु गर्दै र Fluent चयन गर्दै
- Ansys Workbench सुरु गरेर सुरु गर्नुहोस्। Toolbox मा Analysis Systems अन्तर्गत रहेको Fluid Flow (Fluent) मा डबल-क्लिक गर्नुहोस्।
Ansys DesignModeler सुरु गर्दै
- Ansys Workbench मा Project Schematic अन्तर्गत ज्यामिति चयन गर्नुहोस्। ज्यामितिमा दायाँ क्लिक गर्नुहोस् र गुणहरू चयन गर्नुहोस्। योजनाबद्ध A2: ज्यामितिको गुणहरूमा उन्नत ज्यामिति विकल्पहरू अन्तर्गत 2D विश्लेषण प्रकार चयन गर्नुहोस्। परियोजना योजनाबद्धमा ज्यामितिमा दायाँ क्लिक गर्नुहोस् र नयाँ डिजाइन मोडेलर ज्यामिति लन्च गर्नुहोस्। DesignModeler मा मेनुबाट लम्बाइ एकाइको रूपमा एकाइहरू>>मिलिमिटर चयन गर्नुहोस्।
- अर्को, हामी DesignModeler मा ज्यामिति सिर्जना गर्नेछौं। DesignModeler मा बायाँ तिरको ट्री आउटलाइनबाट XYPlane चयन गर्नुहोस्। स्केचमा हेर्नुहोस् चयन गर्नुहोस् ट्री आउटलाइनमा स्केचिङ ट्याबमा क्लिक गर्नुहोस् र रेखा चयन गर्नुहोस्
skSketchool। मूलबाट दायाँतिर 1,000 मिमी लामो तेर्सो रेखा कोर्नुहोस्। तपाईंले रेखा कोर्न सुरु गर्दा मूलमा P छ भनी सुनिश्चित गर्नुहोस्। साथै, निश्चित गर्नुहोस् कि तपाइँसँग रेखाको साथ H छ ताकि यो तेर्सो र रेखाको अन्त्यमा C हो। स्केचिङ विकल्पहरू भित्र आयामहरू चयन गर्नुहोस्। लाइनमा क्लिक गर्नुहोस् र 1000 मिमी लम्बाइ प्रविष्ट गर्नुहोस्। पहिलो तेर्सो रेखाको अन्तिम बिन्दुबाट सुरु हुँदै १०० मिमि लामो माथितिर एउटा ठाडो रेखा कोर्नुहोस्। रेखा सुरु गर्दा तपाइँसँग P छ र ठाडो रेखालाई संकेत गर्ने V ले सुनिश्चित गर्नुहोस्। मूलबाट बायाँ तिर 100 मिमी लामो तेर्सो रेखाको साथ जारी राख्नुहोस् अर्को ठाडो रेखा 100 मिमी लामो। अर्को रेखा 100 मिमी लम्बाइको साथ तेर्सो हुनेछ जुन पहिलेको ठाडो रेखाको अन्तिम बिन्दुमा सुरु हुन्छ र दायाँ तिर निर्देशित हुन्छ। अन्तमा, आयत बन्द गर्नुहोस् 100-मिमी लामो तेर्सो रेखा मूल भन्दा 1,000 मिमी माथि सुरु गरी दायाँ तिर निर्देशित।
- Sketching Toolboxes अन्तर्गत मोडलिङ ट्याबमा क्लिक गर्नुहोस्। मेनुमा स्केचहरूबाट अवधारणा>> सतहहरू चयन गर्नुहोस्। आयतका छवटा किनारहरूलाई आधार वस्तुहरूको रूपमा चयन गर्नुहोस् र विवरणहरूमा लागू गर्नुहोस् चयन गर्नुहोस्। View। उपकरणपट्टीमा उत्पन्न क्लिक गर्नुहोस्। आयत खैरो हुन्छ। ग्राफिक्स विन्डोमा दायाँ क्लिक गरेर जुम टु फिट र बन्द डिजाइन मोडेलर चयन गर्नुहोस्।
- हामी अब मेसिङ विन्डो खोल्नको लागि Ansys Workbench मा Project Schematic अन्तर्गत Mesh मा डबल-क्लिक गर्न जाँदैछौं। Meshing सञ्झ्यालको रूपरेखामा जाल चयन गर्नुहोस्। दायाँ क्लिक गर्नुहोस् र मेष उत्पन्न गर्नुहोस् चयन गर्नुहोस्। एक मोटो जाल सिर्जना गरिएको छ। ग्राफिक्स सञ्झ्यालको तलबाट इकाई प्रणाली>>मेट्रिक (मिमी, किग्रा, एन ...) चयन गर्नुहोस्। मेनुबाट जाल>> नियन्त्रण>> फेस मेसिङ चयन गर्नुहोस्। फेस मेसिङको विवरणमा स्कोप अन्तर्गत ज्यामितिको छेउमा रहेको पहेंलो क्षेत्रमा क्लिक गर्नुहोस्। ग्राफिक्स विन्डोमा आयत चयन गर्नुहोस्। "फेस मेसिङ" को विवरणहरूमा ज्यामितिको लागि लागू गर्नुहोस् बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। मेनुबाट मेष>> नियन्त्रणहरू>> साइजिङ चयन गर्नुहोस् र ग्राफिक्स विन्डोको माथिको किनारा चयन गर्नुहोस्। आयत को 6 किनारा चयन गर्नुहोस्। "एज साइजिङको विवरण" मा ज्यामितिका लागि लागू गर्नुहोस् मा क्लिक गर्नुहोस्। "एज साइजिङको विवरण" मा परिभाषा अन्तर्गत, प्रकारको रूपमा एलिमेन्ट साइज, एलिमेन्ट साइजको लागि 1.0 मिमी, नम्बरको रूपमा वक्रता क्याप्चर गर्नुहोस्, र व्यवहारको रूपमा कडा चयन गर्नुहोस्। दोस्रो पूर्वाग्रह प्रकार चयन गर्नुहोस् र पूर्वाग्रह कारकको रूपमा 12.0 प्रविष्ट गर्नुहोस्। छोटो माथिल्लो तेर्सो किनारा चयन गर्नुहोस् र रिभर्स बायसको साथ यो किनारा लागू गर्नुहोस्। Home>>मेनुमा Generate Mesh मा क्लिक गर्नुहोस् र Outline मा Mesh चयन गर्नुहोस्। समाप्त भएको जाल ग्राफिक्स विन्डोमा देखाइएको छ।
हामीले किन पूर्वाग्रही जाल सिर्जना गर्यौं?
हामी अब आयत को किनाराहरु पुन: नामकरण गर्न जाँदैछौं। आयतको बायाँ किनारा चयन गर्नुहोस्, दायाँ क्लिक गर्नुहोस् र नाम चयन सिर्जना गर्नुहोस् चयन गर्नुहोस्।
नामको रूपमा इनलेट प्रविष्ट गर्नुहोस् र ठीक बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। आयतको दायाँ ठाडो किनाराको लागि यो चरण दोहोर्याउनुहोस् र नाम आउटलेट प्रविष्ट गर्नुहोस्। तल्लो लामो तेर्सो दायाँ किनाराको लागि नाम चयन सिर्जना गर्नुहोस् र यसलाई पर्खाल भन्नुहोस्। अन्तमा, बाँकी तीन तेर्सो किनारहरू नियन्त्रण-चयन गर्नुहोस् र तिनीहरूलाई आदर्श पर्खालहरू नाम दिनुहोस्। एक आदर्श पर्खाल एक adiabatic र घर्षण रहित पर्खाल हो।
- पक्षपाती जाल प्रयोग गर्नुको कारण यो हो कि हामीलाई पर्खालको नजिक एउटा राम्रो जाल चाहिन्छ जहाँ हामीसँग प्रवाहमा वेग ढाँचा छ। हामीले एउटा राम्रो जाल पनि समावेश गर्यौं जहाँ बाउन्ड्री लेयर फ्ल्याट प्लेटमा विकास हुन थाल्छ। चयन गर्नुहोस् File>>निर्यात...>>जाल>>फ्लुन्ट इनपुट File>> मेनुबाट निर्यात गर्नुहोस्। प्रकारको रूपमा बचत गर्नुहोस् चयन गर्नुहोस्: FLUENT इनपुट Files (*.msh)। सीमा-तह-जाल प्रविष्ट गर्नुहोस्। msh the s file नाम र सेभ बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। चयन गर्नुहोस् File>> मेनुबाट परियोजना बचत गर्नुहोस्। समतल प्लेट बाउन्ड्री लेयर परियोजनाको नाम दिनुहोस्। Ansys Meshing विन्डो बन्द गर्नुहोस्। Project Schematic मा Mesh मा दायाँ क्लिक गर्नुहोस् र अपडेट चयन गर्नुहोस्।
Ansys Fluent सुरु गर्दै
- तपाईंले दुई फरक तरिकामा Fluent सुरु गर्न सक्नुहुन्छ, या त Ansys Workbench मा Project Schematic अन्तर्गत Setup मा डबल-क्लिक गरेर वा Ansys 2024 R1 एप फोल्डरमा Fluent 2024 R1 बाट स्ट्यान्डअलोन मोड। यदि तपाईंले स्ट्यान्डअलोन मोडमा फ्लुएन्ट सुरु गर्नुभयो भने तपाईंले जाल पढ्न आवश्यक हुनेछ। एक एडभानtagस्ट्यान्डअलोन मोडमा Ansys Fluent सुरु गर्नु भनेको तपाईंले आफ्नो कार्य निर्देशिकाको स्थान छनौट गर्न सक्नुहुन्छ जहाँ सबै आउटपुट files बचत हुनेछ, चित्र 2.6a हेर्नुहोस्)। Dimension 2D र Fluent को डबल प्रेसिजन सोलभर सुरु गर्नुहोस्। विकल्पहरू अन्तर्गत डबल प्रेसिजन जाँच गर्नुहोस्। कम्प्यूटर कोर को संख्या बराबर Solver प्रक्रिया को संख्या सेट गर्नुहोस्। भौतिक कोरहरूको संख्या जाँच गर्न, कार्य प्रबन्धक खोल्नको लागि Ctrl + Shift + Esc कुञ्जीहरू एकैसाथ थिच्नुहोस्। प्रदर्शन ट्याबमा जानुहोस् र बायाँ स्तम्भबाट CPU चयन गर्नुहोस्। तपाईंले तल-दायाँ छेउमा भौतिक कोरहरूको संख्या देख्नुहुनेछ। Ansys विद्यार्थी अधिकतम 4 सोलभर प्रक्रियाहरूमा सीमित छ। टास्क प्रबन्धक विन्डो बन्द गर्नुहोस्। Ansys Fluent सुरु गर्न स्टार्ट बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। यदि यो देखिन्छ भने कुञ्जी व्यवहार परिवर्तन विन्डो बन्द गर्न ठीक क्लिक गर्नुहोस्।
चित्र 2.6a) सेटअप सुरु गर्दै
हामी किन दोहोरो परिशुद्धता प्रयोग गर्छौं?
डबल परिशुद्धताले एकल परिशुद्धता भन्दा बढी सटीक गणना दिन्छ। - कार्य पृष्ठमा Mesh in General अन्तर्गत Scale… बटन चयन गरेर जालको स्केल जाँच गर्नुहोस्। निश्चित गर्नुहोस् कि डोमेन विस्तार सही छ र स्केल मेस विन्डो बन्द गर्नुहोस्।
- आउटलाइनमा सेटअप अन्तर्गत मोडेल र भिस्कस (SST k-omega) मा डबल-क्लिक गर्नुहोस्। View। चिसो मोडेलको रूपमा Laminar चयन गर्नुहोस्। सञ्झ्याल बन्द गर्न ठीक क्लिक गर्नुहोस्। आउटलाइनमा सेटअप अन्तर्गत सीमा सर्तहरूमा डबल-क्लिक गर्नुहोस् View। कार्य पृष्ठमा क्षेत्र अन्तर्गत इनलेटमा डबल-क्लिक गर्नुहोस्। कम्पोनेन्टहरूलाई Velocity Specification Method को रूपमा छनोट गर्नुहोस् र X-Velocity [m/s] लाई 5 मा सेट गर्नुहोस्।
- क्लोज बटन पछि लागू गर्नुहोस् बटनमा क्लिक गर्नुहोस्।
- क्षेत्र अन्तर्गत ideal_wall मा डबल-क्लिक गर्नुहोस्। शियर अवस्थाको रूपमा निर्दिष्ट शियर जाँच गर्नुहोस् र निर्दिष्ट शियर तनावको लागि शून्य मान राख्नुहोस् किनकि आदर्श पर्खाल घर्षणरहित हुन्छ। क्लोज बटन पछि लागू गर्नुहोस् बटनमा क्लिक गर्नुहोस्।
हामीले किन Viscous मोडेलको रूपमा Laminar चयन गर्यौं?
छनोट गरिएको नि:शुल्क स्ट्रिम वेग 5 m/s को लागि रेनोल्ड्स नम्बर प्लेटमा 500,000 भन्दा कम छ र प्रवाह ल्यामिनार छ। 500,000 भन्दा माथि रेनल्ड्स नम्बरहरूमा फ्ल्याट प्लेटको साथ अशान्त प्रवाह हुन्छ। - आउटलाइनमा समाधान अन्तर्गत विधिहरूमा डबल-क्लिक गर्नुहोस् View। मोमेन्टमको लागि दबाव र पहिलो अर्डर अपविन्डको लागि मानक चयन गर्नुहोस्। आउटलाइनमा सेटअप अन्तर्गत सन्दर्भ मानहरूमा डबल-क्लिक गर्नुहोस् View। कार्य पृष्ठमा इनलेटबाट कम्प्युट चयन गर्नुहोस्।
हामी किन मोमेन्टमको स्पेसियल डिस्क्रिटाइजेशनको लागि पहिलो अर्डर अपविन्ड विधि प्रयोग गर्छौं?
पहिलो अर्डर अपविन्ड विधि सामान्यतया कम सटीक हुन्छ तर दोस्रो अर्डर अपविन्ड विधि भन्दा राम्रो हुन्छ। गणनाको सुरुमा पहिलो अर्डर अपविन्ड विधिबाट सुरु गर्ने र दोस्रो अर्डर अपविन्ड विधिसँग जारी राख्ने सामान्य अभ्यास हो। - आउटलाइनमा समाधान अन्तर्गत प्रारम्भमा डबल-क्लिक गर्नुहोस् View, मानक प्रारम्भ चयन गर्नुहोस्, इनलेटबाट कम्प्युट चयन गर्नुहोस्, र सुरुवात बटनमा क्लिक गर्नुहोस्।
- आउटलाइनमा समाधान अन्तर्गत मोनिटरहरूमा डबल-क्लिक गर्नुहोस् View। आउटलाइनमा मोनिटरहरू अन्तर्गत अवशिष्टमा डबल-क्लिक गर्नुहोस् View र सबै अवशिष्टहरूको लागि निरपेक्ष मापदण्डको रूपमा 1e-9 प्रविष्ट गर्नुहोस्। विन्डो बन्द गर्न ठीक बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। चयन गर्नुहोस् File>> मेनुबाट परियोजना बचत गर्नुहोस्। चयन गर्नुहोस् File>>निर्यात>>केस...मेनुबाट। केस बचत गर्नुहोस् File फ्ल्याट प्लेट बाउन्ड्री लेयर नामको साथ। CAS.h5
हामीले किन 1e-9 मा निरपेक्ष मापदण्ड सेट गर्यौं?
सामान्यतया, निरपेक्ष मापदण्ड जति कम हुन्छ, गणनाले त्यति नै लामो समय लिन्छ र थप सटीक समाधान दिन्छ। हामी चित्र 2.12b मा देख्छौं कि x-वेग र y-वेग समीकरणहरूमा निरन्तरता समीकरण भन्दा कम अवशिष्टहरू छन्। तीनवटै समीकरणका लागि अवशिष्ट वक्रहरूको ढलानहरू तीव्र तलतिरको प्रवृत्तिसँग लगभग समान छन्। - समाधान अन्तर्गत चलाउनुहोस् गणनामा डबल-क्लिक गर्नुहोस् र पुनरावृत्तिहरूको संख्याको लागि 5000 प्रविष्ट गर्नुहोस्। गणना बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। गणनाहरू 193 पुनरावृत्ति पछि पूरा हुनेछ, चित्र 2.12b हेर्नुहोस्)। क्लिपबोर्डमा सक्रिय विन्डोको प्रतिलिपि स्क्रिनसटमा क्लिक गर्नुहोस्, चित्र 2.12c हेर्नुहोस्)। स्केल गरिएको अवशिष्टहरूलाई Word कागजातमा टाँस्न सकिन्छ।
पोस्ट-प्रोसेसिङ
- मेनुमा परिणाम ट्याब चयन गर्नुहोस् र सतह अन्तर्गत सिर्जना>> रेखा/रेक… चयन गर्नुहोस्। x0.2 (m) को लागि 0, x0.2 (m) को लागि 1, y0 (m) को लागि 0, y0.02 (m) को लागि 1 m प्रविष्ट गर्नुहोस्। नयाँ सतह नामको लागि x=0.2m प्रविष्ट गर्नुहोस् र सिर्जनामा क्लिक गर्नुहोस्। यो चरण थप तीन पटक दोहोर्याउनुहोस् र ठाडो रेखाहरू x=0.4m लम्बाइ 0.04 m, x=0.6m लम्बाइ 0.06 m, र x=0.8m लम्बाइ 0.08 m मा बनाउनुहोस्। झ्याल बन्द गर्नुहोस्।
- आउटलाइनमा नतिजाहरू अन्तर्गत Plots र XY Plot मा डबल-क्लिक गर्नुहोस् View। विकल्पहरू अन्तर्गत X अक्षमा स्थिति अनचेक गर्नुहोस् र Y-अक्षमा स्थिति जाँच गर्नुहोस्। Y को लागि X देखि 0 र 1 को लागि प्लट दिशा सेट गर्नुहोस्। वेग चयन गर्नुहोस्... र X वेगलाई X एक्सिस प्रकार्यको रूपमा। सतहहरू अन्तर्गत चार रेखाहरू x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m, र x=0.8m चयन गर्नुहोस्।
- समाधान XY प्लट विन्डोमा Axes… बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। X-Axis चयन गर्नुहोस्, विकल्पहरू अन्तर्गत स्वत: दायरा अनचेक गर्नुहोस्, अधिकतम दायराको लागि 6 प्रविष्ट गर्नुहोस्, नम्बर ढाँचा अन्तर्गत सामान्य प्रकार चयन गर्नुहोस्, र 0 मा शुद्धता सेट गर्नुहोस्। लागू बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। Y-Axis चयन गर्नुहोस्, स्वत: दायरा अनचेक गर्नुहोस्, अधिकतम दायराको लागि 0.01 प्रविष्ट गर्नुहोस्, नम्बर ढाँचा अन्तर्गत सामान्य प्रकार चयन गर्नुहोस्, र लागू बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। Axes विन्डो बन्द गर्नुहोस्।
- समाधान XY प्लट विन्डोमा Curves… बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। कर्भ # ० को लागि रेखा शैली अन्तर्गत पहिलो ढाँचा चयन गर्नुहोस्। मार्कर शैलीको लागि कुनै प्रतीक चयन गर्नुहोस् र लागू गर्नुहोस् बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। अर्को, कर्भ # 0 चयन गर्नुहोस्, रेखा शैलीको लागि अर्को उपलब्ध ढाँचा चयन गर्नुहोस्, मार्कर शैलीको लागि कुनै प्रतीक छैन, र लागू बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। अर्को दुई वक्र # 1 र # 2 को साथ चयनको यो ढाँचा जारी राख्नुहोस्। कर्भहरू बन्द गर्नुहोस् - समाधान XY प्लट विन्डो। समाधान XY प्लट विन्डोमा बचत/प्लट बटनमा क्लिक गर्नुहोस् र यो विन्डो बन्द गर्नुहोस्। क्लिपबोर्डमा सक्रिय विन्डोको प्रतिलिपि स्क्रिनसटमा क्लिक गर्नुहोस्, चित्र 3c हेर्नुहोस्)।
XY प्लटलाई Word कागजातमा टाँस्न सकिन्छ। मेनुमा प्रयोगकर्ता परिभाषित ट्याब चयन गर्नुहोस् र फिल्ड प्रकार्यहरू अन्तर्गत अनुकूलन गर्नुहोस्। Mesh… र Y-Coordinate चयन गरेर ड्रप-डाउन मेनुबाट विशेष अपरेन्ड फिल्ड प्रकार्य चयन गर्नुहोस्। चयनमा क्लिक गर्नुहोस् र चित्र 2.16f मा देखाइएको परिभाषा प्रविष्ट गर्नुहोस्। x समन्वय समावेश गर्न र फिल्ड प्रकार्यको परिभाषा पूरा गर्न तपाईंले जाल… र X समन्वय चयन गर्न आवश्यक छ। नयाँ प्रकार्य नामको रूपमा eta प्रविष्ट गर्नुहोस्, Defi,ne मा क्लिक गर्नुहोस्, र सञ्झ्याल बन्द गर्नुहोस्। अर्को अनुकूल क्षेत्र प्रकार्य सिर्जना गर्न यो चरण दोहोर्याउनुहोस्। यस पटक, हामीले फिल्ड फंक्शनको रूपमा Velocity… र X Velocity चयन गर्छौं र Select मा क्लिक गर्छौं। चित्र 2.16g मा देखाइएको परिभाषा पूरा गर्नुहोस्) र नयाँ प्रकार्य नामको रूपमा u-divided-by-freestream-velocity प्रविष्ट गर्नुहोस्, Def, one मा क्लिक गर्नुहोस्, र सञ्झ्याल बन्द गर्नुहोस्।
हामीले स्व-समान समन्वय किन बनायौं?
यो बाहिर जान्छ कि एक स्व-समान समन्वय प्रयोग गरेर, वेग प्रोfiles बिभिन्न स्ट्रिमवाइज स्थितिहरूमा एक स्व-समान वेग प्रो मा पतन हुनेछfile जुन स्ट्रिमवाइज स्थानबाट स्वतन्त्र छ। - आउटलाइनमा नतिजाहरू अन्तर्गत Plots र XY Plot मा डबल-क्लिक गर्नुहोस् View। X लाई 0 र Y लाई 1 लाई प्लट दिशाको रूपमा सेट गर्नुहोस्। X अक्षमा स्थिति अनचेक गर्नुहोस् र विकल्पहरू अन्तर्गत Y-अक्षमा स्थिति अनचेक गर्नुहोस्। Y-Axis प्रकार्यको लागि अनुकूलन क्षेत्र प्रकार्यहरू र eta चयन गर्नुहोस् र X-Axis प्रकार्यको लागि अनुकूलन क्षेत्र प्रकार्यहरू र univided-by-freestream-velocity चयन गर्नुहोस्। राख्नुहोस् file blasius.dat तपाईको कार्य निर्देशिकामा। यो file यस पुस्तकको लागि डाउनलोड ट्याब अन्तर्गत sdcpublications.com बाट डाउनलोड गर्न सकिन्छ। सैद्धान्तिक ब्लासियस वेग प्रो उत्पन्न गर्न प्रयोग गर्न सकिने गणित कोडका लागि चित्र २.१९ हेर्नुहोस्।file समतल प्लेटमा ल्यामिनार बाउन्ड्री लेयर प्रवाहको लागि। पूर्वको रूपमाample, यस पाठ्यपुस्तकमा कार्य निर्देशिका ܥ:\Users\jmatsson हो। लोड मा क्लिक गर्नुहोस् File। चयन गर्नुहोस् Fileप्रकार को: सबै Files (*) र चयन गर्नुहोस् file blasius.dat तपाईको कार्य निर्देशिकाबाट। चार सतहहरू x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m, x=0.8m, र लोड गरिएको छनोट गर्नुहोस् file सिद्धान्त।
Axes… बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। अक्ष-समाधान XY प्लट विन्डोमा Y-Axis चयन गर्नुहोस् र स्वत: अनचेक गर्नुहोस्। दायरा। न्यूनतम दायरा 0 मा र अधिकतम दायरा 10 मा सेट गर्नुहोस्। संख्या ढाँचा अन्तर्गत फ्लोट र प्रेसिजन 0 मा प्रकार सेट गर्नुहोस्। एटाको रूपमा अक्ष शीर्षक प्रविष्ट गर्नुहोस् र लागू गर्नुहोस् क्लिक गर्नुहोस्। X-Axis चयन गर्नुहोस्, विकल्पहरू अन्तर्गत स्वत: दायरा अनचेक गर्नुहोस्, अधिकतम दायराको लागि 1.2 प्रविष्ट गर्नुहोस्, नम्बर ढाँचा अन्तर्गत फ्लोट प्रकार चयन गर्नुहोस्, र 1 मा सटीक सेट गर्नुहोस्। अक्ष शीर्षक u/U को रूपमा प्रविष्ट गर्नुहोस्। लागू गर्नुहोस् क्लिक गर्नुहोस् र विन्डो बन्द गर्नुहोस्। समाधान XY प्लट विन्डोमा Curves… बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। वक्र # 0 को लागि रेखा शैली अन्तर्गत पहिलो ढाँचा चयन गर्नुहोस्, चित्र 2.16a हेर्नुहोस्)। मार्कर शैलीको लागि कुनै प्रतीक चयन गर्नुहोस् र लागू गर्नुहोस् बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। अर्को, कर्भ # 1 चयन नगर्नुहोस्, रेखा शैलीको लागि अर्को उपलब्ध ढाँचा चयन गर्नुहोस्, मार्कर शैलीको लागि कुनै प्रतीक छैन, र लागू बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। अर्को दुई वक्र # 2 र # 3 को साथ चयनको यो ढाँचा जारी राख्नुहोस्। कर्भहरू बन्द गर्नुहोस् - समाधान XY प्लट विन्डो। समाधान XY प्लट विन्डोमा बचत/प्लट बटनमा क्लिक गर्नुहोस् र यो विन्डो बन्द गर्नुहोस्।
- क्लिपबोर्डमा सक्रिय विन्डोको प्रतिलिपि स्क्रिनसटमा क्लिक गर्नुहोस्, चित्र 2.16c हेर्नुहोस्)। XY प्लटलाई Word कागजातमा टाँस्न सकिन्छ। मेनु र अनुकूलनमा प्रयोगकर्ता परिभाषित ट्याब चयन गर्नुहोस्। Mesh… र X-Coordinate चयन गरेर ड्रप-डाउन मेनुबाट एक विशेष अपरेन्ड प्रकार्य चयन गर्नुहोस्। चयनमा क्लिक गर्नुहोस् र चित्र 2.17e मा देखाइएको परिभाषा प्रविष्ट गर्नुहोस्)। नयाँ प्रकार्य नामको रूपमा रेक्स प्रविष्ट गर्नुहोस्, परिभाषित मा क्लिक गर्नुहोस्, र विन्डो बन्द गर्नुहोस्। आउटलाइनमा नतिजाहरू अन्तर्गत Plots र XPlotsot मा डबल-क्लिक गर्नुहोस् View। प्लट निर्देशन अन्तर्गत X लाई 0 र Y लाई 1 मा सेट गर्नुहोस्।
X अक्षमा स्थिति अनचेक गर्नुहोस् र विकल्पहरू अन्तर्गत Y-अक्षमा स्थिति अनचेक गर्नुहोस्। Y-Axis प्रकार्यको लागि पर्खाल फ्लक्स र छाला घर्षण गुणांक चयन गर्नुहोस् र XX-AxisFunction को लागि अनुकूलन क्षेत्र प्रकार्य र रेक्स चयन गर्नुहोस्। राख्नुहोस् file तपाईको कार्य निर्देशिकामा "सैद्धान्तिक छाला घर्षण गुणांक"। लोड मा क्लिक गर्नुहोस् File। चयन गर्नुहोस् Fileप्रकार को: सबै Files (*) र चयन गर्नुहोस् file "सैद्धांतिक छाला घर्षण गुणांक"। सतहहरू र लोड गरिएको अन्तर्गत पर्खाल चयन गर्नुहोस् file छाला अन्तर्गत घर्षण File डाटा। Axes… बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। X-Axis जाँच गर्नुहोस्, विकल्पहरू अन्तर्गत लगको लागि बाकस जाँच गर्नुहोस्, अक्ष शीर्षकको रूपमा पुन-x प्रविष्ट गर्नुहोस्, र स्वत: अनचेक गर्नुहोस्। विकल्प अन्तर्गत दायरा न्यूनतम 100 मा र अधिकतम 1000000 मा सेट गर्नुहोस्। नम्बर ढाँचा अन्तर्गत 0 मा फ्लोट र प्रेसिजन सेट गर्नुहोस् र लागू गर्नुहोस् क्लिक गर्नुहोस्। Y-Axis जाँच गर्नुहोस्, विकल्पहरू अन्तर्गत लगको लागि बाकस जाँच गर्नुहोस्, लेबलको रूपमा Cf-x प्रविष्ट गर्नुहोस्, र स्वत: अनचेक गर्नुहोस्। दायरा, न्यूनतम ०.००१ र अधिकतम ०.१ मा सेट गर्नुहोस्, फ्लोट गर्न प्रकार सेट गर्नुहोस्, प्रेसिजन 0.001 मा, र लागू गर्नुहोस् क्लिक गर्नुहोस्। झ्याल बन्द गर्नुहोस्। समाधान XY प्लट विन्डोमा बचत/प्लटमा क्लिक गर्नुहोस्। समाधान XY प्लट विन्डोमा Curves… बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। लिन अन्तर्गत पहिलो ढाँचा चयन गर्नुहोस्। कर्भ # ० को लागि शैली। मार्कर शैलीको लागि कुनै प्रतीक चयन गर्नुहोस् र लागू गर्नुहोस् बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। Ne,xt कर्भ # 0.1 चयन गर्नुहोस्, रेखा शैलीको लागि अर्को उपलब्ध ढाँचा चयन गर्नुहोस्, मार्कर शैलीको लागि कुनै प्रतीक छैन, र लागू बटनमा क्लिक गर्नुहोस्। कर्भहरू बन्द गर्नुहोस् - समाधान XY प्लट विन्डो। समाधान XY प्लट विन्डोमा बचत/प्लट बटनमा क्लिक गर्नुहोस् र यो विन्डो बन्द गर्नुहोस्। क्लिपबोर्डमा सक्रिय विन्डोको प्रतिलिपि स्क्रिनसटमा क्लिक गर्नुहोस्, चित्र 3c हेर्नुहोस्)। XY प्लटलाई Word कागजातमा टाँस्न सकिन्छ।- सिद्धान्त
- यस अध्यायमा, हामीले Ansys Fluent velocity pro लाई तुलना गरेका छौंfileसैद्धान्तिक Blasius velocity प्रो संगfile समतल प्लेटमा लामिनार प्रवाहको लागि। हामीले भित्ता-सामान्य मल समन्वयलाई प्रोको तुलनाको लागि समानता समन्वयमा रूपान्तरण गर्यौं।fileविभिन्न स्ट्रिमवाइज स्थानहरूमा। समानता समन्वयलाई परिभाषित गरिएको छ जहाँ y (m) पर्खाल-सामान्य समन्वय हो, द्वारा परिभाषित गरिएको छ
- जहाँ y (m) पर्खाल-सामान्य समन्वय हो, U (m/s) फ्री स्ट्रिम वेग हो, x (m) पर्खालको स्ट्रिमवाइज उत्पत्तिबाट दूरी हो र ¥) m2 /s) को किनेमेटिक चिपचिपाहट हो। तरल पदार्थ। U (m/s) फ्री स्ट्रिम वेग हो, x (m) पर्खालको स्ट्रिमवाइज उत्पत्तिबाट दूरी हो र m2 /s) तरल पदार्थको किनेमेटिक चिपचिपाहट हो।
हामीले गैर-आयामी स्ट्रिमवाइज वेग u/U पनि प्रयोग गर्यौं जहाँ u आयामी वेग प्रो हो।file.
u/U लाई Ansys Fluent velocity pro को लागि बनाम † प्लट गरिएको थियोfileब्लासियसको सैद्धान्तिक प्रोको तुलनामाfile र ती सबै आत्म-समानता को परिभाषा अनुसार एउटै वक्र मा पतन।
Blasius सीमा तह समीकरण द्वारा दिइएको छ
सीमा तह मोटाईलाई पर्खालबाट स्थानसम्मको दूरीको रूपमा परिभाषित गरिएको छ जहाँ सीमा तहको वेग फ्री स्ट्रिम मानको 99% पुगेको छ।
ल्यामिनार बाउन्ड्री लेयर orr को लागि हामीसँग स्ट्रिमवाइज दूरी x र रेनोल्ड्स नम्बर ܴ सँग सीमा तह मोटाईको भिन्नताको लागि निम्न सैद्धान्तिक अभिव्यक्ति छ।
- अशान्त सीमा तहमा सीमा तह मोटाईको लागि सम्बन्धित अभिव्यक्ति द्वारा दिइएको छ
- स्थानीय छाला घर्षण गुणांक गतिशील दबाव द्वारा विभाजित स्थानीय भित्ता कतरनी तनाव को रूप मा परिभाषित गरिएको छ।
- लामिना प्रवाहको लागि सैद्धान्तिक स्थानीय घर्षण गुणांक द्वारा निर्धारण गरिन्छ
- र अशान्त प्रवाहको लागि, हामीसँग निम्न सम्बन्ध छ
सन्दर्भहरू
- Çengel, YA, and Cimbala JM, Fluid Mechanics Fundamentals and Applications, 1st Edition, McGraw-Hill, 2006।
- Richards, S., Cimbala, JM, Martin, K., ANSYS Workbench ट्यूटोरियल - समतल प्लेटमा सीमा तह, पेन स्टेट युनिभर्सिटी, 18 मे 2010 संशोधन।
- Schlichting, H., र Gersten, K., बाउन्ड्री लेयर थ्योरी, 8 औं संशोधित र विस्तारित संस्करण, स्प्रिंगर, 2001।
- सेतो, एफएम, फ्लुइड मेकानिक्स, चौथो संस्करण, म्याकग्रा-हिल, १९९९।
अभ्यासहरू
- तलको तालिकामा देखाइए अनुसार स्ट्रिमवाइज स्थितिहरूमा सीमा तह मोटाई निर्धारण गर्न यस अध्यायमा Ansys Fluent सिमुलेशनबाट प्राप्त परिणामहरू प्रयोग गर्नुहोस्। तालिकामा छुटेको जानकारी भर्नुहोस्। ܷ सीमा तह मोटाई बराबर पर्खाल देखि दूरी मा सीमा तह को वेग हो र U मुक्त प्रवाह वेग हो।
x (m) o (mm) धाराप्रवाह
o (mm) सिद्धान्त
प्रतिशत भिन्नता U 8 (m/s)
U (m/s)
v (m2/s)
Re x 0.2 0000146 0.4 0000146 0.6 0000146 0.8 0000146 - जालको लागि एलिमेन्ट साइजलाई 2 मिमीमा परिवर्तन गर्नुहोस् र छालाको घर्षण गुणांकको XY प्लटहरूमा परिणामहरूलाई रेनोल्ड्स नम्बरको 1 मिमीको एलिमेन्ट साइजसँग तुलना गर्नुहोस् जुन यस अध्यायमा प्रयोग गरिएको थियो। सिद्धान्त संग आफ्नो परिणाम तुलना गर्नुहोस्।
- फ्री स्ट्रिम वेगलाई 3 m/s मा परिवर्तन गर्नुहोस् र velocity pro सहित XY Plot सिर्जना गर्नुहोस्files मा x = ०.१, ०.३, ०.५, ०.७ र ०.९ मिटर। आत्म-समान वेग प्रो संग अर्को XY प्लट सिर्जना गर्नुहोस्fileयो तल्लो फ्री स्ट्रिम वेगको लागि र छाला घर्षण गुणांक बनाम रेनोल्ड्स नम्बरको लागि XY प्लट सिर्जना गर्नुहोस्।
- तलको तालिकामा देखाइए अनुसार स्ट्रिमवाइज स्थितिहरूमा सीमा तह मोटाई निर्धारण गर्न व्यायाम 2.3 मा Ansys Fluent सिमुलेशनबाट प्राप्त परिणामहरू प्रयोग गर्नुहोस्। तालिकामा छुटेको जानकारी भर्नुहोस्। पर्खालबाट बाउन्ड्री लेयर मोटाई बराबरको दूरीमा बाउन्ड्री लेयरको वेग हो र U फ्री स्ट्रिम वेग हो।
x (m) o (mm) धाराप्रवाह
o (mm) सिद्धान्त
प्रतिशत भिन्नता 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
तालिका २५ सीमा तह मोटाईको लागि प्रवाह र सिद्धान्त बीचको तुलना
तलको तालिकामा सूचीबद्ध मानमा नि:शुल्क स्ट्रिम वेग परिवर्तन गर्नुहोस् र वेग प्रो सहित XY प्लट सिर्जना गर्नुहोस्।files मा x = ०.२, ०.४, ०.६ र ०.८ मिटर। आत्म-समान वेग प्रो संग अर्को XY प्लट सिर्जना गर्नुहोस्fileतपाईंको नि:शुल्क स्ट्रिम वेगको लागि र छाला घर्षण गुणांक बनाम रेनोल्ड्स नम्बरको लागि XY प्लट सिर्जना गर्नुहोस्।
| विद्यार्थी | एक्स-वेलोसिटी U (m/s) | अधिकतम दायरा (m/s) को लागी X वेग प्लट |
| 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 |
पीडीएफ डाउनलोड गर्नुहोस्: Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation Software User Manual