Používateľská príručka softvéru Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation
KAPITOLA 2. OKRAJOVÁ VRSTVA PLOCHEJ DOSKY
Ciele
- Vytváranie geometrie v Ansys Workbench pre Ansys Fluent
- Nastavenie Ansys Fluent pre laminárny stabilný 2D planárny tok
- Nastavenie siete Mesh
- Výber okrajových podmienok
- Priebežné výpočty
- Použitie grafov na vizualizáciu výsledného poľa toku
- Porovnajte s teoretickým riešením pomocou kódu Mathematica
Popis problému
V tejto kapitole použijeme Ansys Fluent na štúdium dvojrozmerného laminárneho prúdenia na horizontálnej plochej doske. Veľkosť dosky sa považuje za nekonečnú v smere rozpätia, a preto je prietok 2D namiesto 3D. Vstupná rýchlosť pre dosku s dĺžkou 1 m je 5 m/s a ako kvapalinu pre laminárne simulácie budeme používať vzduch. Určíme rýchlosť profiles a plot profiles. Začneme vytvorením geometrie potrebnej na simuláciu.
Spustenie Ansys Workbench a výber Fluent
- Začnite spustením Ansys Workbench. Dvakrát kliknite na položku Fluid Flow (Fluent), ktorá sa nachádza v časti Analysis Systems (Systémy analýzy) v paneli nástrojov.
Spustenie Ansys DesignModeler
- Vyberte Geometria v Schematic projektu v Ansys Workbench. Kliknite pravým tlačidlom myši na položku Geometria a vyberte položku Vlastnosti. Vyberte Typ 2D analýzy v časti Rozšírené možnosti geometrie v časti Vlastnosti schémy A2: Geometria. Kliknite pravým tlačidlom myši na Geometry v Project Schematic a vyberte Launch New DesignModeler Geometry. Vyberte Jednotky>>Milimeter ako jednotku dĺžky z ponuky v DesignModeler.
- Ďalej budeme vytvárať geometriu v DesignModeler. Vyberte XYPlane z obrysu stromu na ľavej strane v DesignModeler. Vyberte Pozrieť náčrt Kliknite na kartu Náčrt v prehľade stromu a vyberte Čiara
skSketchool. Nakreslite vodorovnú čiaru dlhú 1,000 1000 mm od začiatku doprava. Keď začnete kresliť čiaru, uistite sa, že máte na začiatku P. Tiež sa uistite, že máte H pozdĺž čiary tak, aby bola horizontálna a C na konci čiary. Vyberte Rozmery v rámci možností náčrtu. Kliknite na čiaru a zadajte dĺžku 100 mm. Nakreslite zvislú čiaru nahor dlhú 100 mm, začínajúcu od koncového bodu prvej vodorovnej čiary. Uistite sa, že máte P na začiatku čiary a V označujúce vertikálnu čiaru. Pokračujte vodorovnou čiarou dlhou 100 mm vľavo od začiatku, po ktorej nasleduje ďalšia zvislá čiara dlhá 100 mm. Ďalšia čiara bude vodorovná s dĺžkou 1,000 mm, začínajúc od koncového bodu predchádzajúcej vertikálnej čiary a smerujúca doprava. Nakoniec uzatvorte obdĺžnik vodorovnou čiarou dlhou 100 XNUMX mm, ktorá začína XNUMX mm nad počiatkom a smeruje doprava.
- Kliknite na kartu Modelovanie v časti Nástroje na skicovanie. V ponuke vyberte položku Koncept>>Povrchy z náčrtov. Control vyberte šesť hrán obdĺžnika ako Základné objekty a vyberte Použiť v Podrobnosti View. Kliknite na Generovať na paneli nástrojov. Obdĺžnik sa zmení na sivý. Kliknutím pravým tlačidlom myši na grafické okno vyberte položku Zoom to Fit a zatvorte DesignModeler.
- Teraz dvakrát klikneme na Mesh v časti Project Schematic v Ansys Workbench, čím otvoríme okno Mesh. Vyberte Sieť v okne Obrys v okne Sieť. Kliknite pravým tlačidlom myši a vyberte možnosť Generovať sieť. Vytvorí sa hrubá sieťovina. Vyberte Jednotkové systémy>>Metrické (mm, kg, N …) v spodnej časti grafického okna. Vyberte Mesh>> Controls>>Face Mesh z ponuky. Kliknite na žltú oblasť vedľa položky Geometria v časti Rozsah v časti Podrobnosti o sieťovaní tvárí. Vyberte obdĺžnik v grafickom okne. Kliknite na tlačidlo Použiť pre geometriu v detailoch „Face Meshing“. Vyberte Mesh>> Controls>>Sizing z ponuky a vyberte Edge nad grafickým oknom. Vyberte 6 okrajov obdĺžnika. Kliknite na Použiť pre geometriu v časti „Podrobnosti o veľkosti hrán“. V časti Definícia v časti „Podrobnosti o veľkosti okraja“ vyberte možnosť Veľkosť prvku ako Typ, 1.0 mm pre Veľkosť prvku, Zachytenie zakrivenia ako Nie a Tvrdé ako správanie. Vyberte druhý typ odchýlky a zadajte hodnotu 12.0 ako faktor odchýlky. Vyberte kratší horný vodorovný okraj a aplikujte tento okraj pomocou funkcie Reverse Bias. Kliknite na Home>>Generate Mesh v menu a vyberte Mesh v Outline. Hotová sieť sa zobrazí v grafickom okne.
Prečo sme vytvorili predpojatú sieť?
Teraz premenujeme okraje obdĺžnika. Vyberte ľavý okraj obdĺžnika, kliknite pravým tlačidlom myši a vyberte položku Vytvoriť pomenovaný výber.
Zadajte vstup ako názov a kliknite na tlačidlo OK. Opakujte tento krok pre pravý zvislý okraj obdĺžnika a zadajte názov výstup. Vytvorte pomenovaný výber pre dolný dlhší vodorovný pravý okraj a nazvite ho stena. Nakoniec control-vyberte zvyšné tri vodorovné hrany a pomenujte ich ako ideálne steny. Ideálna stena je adiabatická stena bez trenia.
- Dôvodom pre použitie vychýlenej siete je, že potrebujeme jemnejšiu sieť v blízkosti steny, kde máme gradienty rýchlosti prúdenia. Zaradili sme aj jemnejšiu sieťovinu, kde sa na plochej doske začína vytvárať hraničná vrstva. Vyberte File>>Export...>>Mesh>>FLUENT vstup File>> Export z ponuky. Vyberte možnosť Uložiť ako typ: FLUENT Vstup Files (*.msh). Zadajte hraničnú-vrstvu-mesh .msh s file meno a kliknite na tlačidlo Uložiť. Vyberte File>>Uložiť projekt z ponuky. Pomenujte projekt Plochá doska Boundary Layer. Zatvorte okno Ansys Meshing. Kliknite pravým tlačidlom myši na Mesh v schéme projektu a vyberte Aktualizovať.
Spustenie Ansys Fluent
- Fluent môžete spustiť dvoma rôznymi spôsobmi, buď dvojitým kliknutím na Setup v časti Project Schematic v Ansys Workbench alebo v samostatnom režime z Fluent 2024 R1 v priečinku aplikácie Ansys 2024 R1. Ak spustíte Fluent v samostatnom režime, budete si musieť prečítať sieť. AdvantagSpustenie Ansys Fluent v samostatnom režime spočíva v tom, že si môžete vybrať umiestnenie svojho pracovného adresára, kde budú všetky výstupy files sa uloží, pozri obrázok 2.6a). Spustite Dimension 2D a Double Precision Solver od Fluent. Začiarknite políčko Double Precision v časti Možnosti. Nastavte počet procesov Riešiteľa rovný počtu počítačových jadier. Ak chcete skontrolovať počet fyzických jadier, súčasným stlačením klávesov Ctrl + Shift + Esc otvorte Správcu úloh. Prejdite na kartu Výkon a v ľavom stĺpci vyberte CPU. V pravej dolnej časti uvidíte počet fyzických jadier. Ansys Student je obmedzený na maximálne 4 procesy riešiteľa. Zatvorte okno Správca úloh. Kliknutím na tlačidlo Štart spustíte Ansys Fluent. Kliknutím na tlačidlo OK zatvorte okno Key Behavioral Changes, ak sa zobrazí.
Obrázok 2.6a) Spustenie nastavenia
Prečo používame dvojitú presnosť?
Dvojitá presnosť poskytne presnejšie výpočty ako jednoduchá presnosť. - Skontrolujte mierku siete výberom tlačidla Mierka… v časti Mesh in General na stránke úloh. Uistite sa, že rozsah domény je správny a zatvorte okno Scale Mesh.
- Dvakrát kliknite na Modely a viskózne (SST k-omega) v časti Nastavenie v prehľade View. Ako viskózny model vyberte Laminárny. Kliknutím na OK zatvorte okno. Dvakrát kliknite na Okrajové podmienky v časti Nastavenie v prehľade View. Dvakrát kliknite na vstup pod zónou na stránke úloh. Vyberte Components ako metódu špecifikácie rýchlosti a nastavte X-Velocity [m/s] na 5.
- Kliknite na tlačidlo Použiť a potom na tlačidlo Zavrieť.
- Dvakrát kliknite na ideal_wall pod Zones. Skontrolujte Špecifikovaný šmyk ako Šmykový stav a ponechajte nulové hodnoty pre špecifikované šmykové napätie, pretože ideálna stena je bez trenia. Kliknite na tlačidlo Použiť a potom na tlačidlo Zavrieť.
Prečo sme vybrali laminárny ako viskózny model?
Pre zvolenú rýchlosť voľného prúdu 5 m/s je Reynoldsovo číslo pozdĺž dosky menšie ako 500,000 500,000 a prúdenie je preto laminárne. Turbulentné prúdenie pozdĺž plochej platne sa vyskytuje pri Reynoldsových číslach nad XNUMX XNUMX. - Dvakrát kliknite na Metódy v časti Riešenie v prehľade View. Zvoľte Standard pre tlak a First Order Upwind pre Momentum. Dvakrát kliknite na Referenčné hodnoty v časti Nastavenie v prehľade View. Vyberte položku Vypočítať zo vstupu na stránke úloh.
Prečo používame metódu First Order Upwind na priestorovú diskretizáciu hybnosti?
Metóda First Order Upwind je vo všeobecnosti menej presná, ale konverguje lepšie ako metóda Second Order Upwind. Bežnou praxou je začať s metódou First Order Upwind na začiatku výpočtov a pokračovať metódou Second Order Upwind. - Dvakrát kliknite na Inicializácia v časti Riešenie v prehľade View, vyberte možnosť Štandardná inicializácia, vyberte položku Vypočítať zo vstupu a kliknite na tlačidlo Inicializovať.
- Dvakrát kliknite na Monitory v časti Riešenie v prehľade View. Dvakrát kliknite na Residual v časti Monitory v prehľade View a zadajte 1e-9 ako absolútne kritériá pre všetky zvyšky. Kliknutím na tlačidlo OK zatvorte okno. Vyberte File>>Uložiť projekt z ponuky. Vyberte File>>Export>>Prípad... z ponuky. Zachráňte prípad File s názvom Flat Plate Boundary Layer. CAS.h5
Prečo sme nastavili absolútne kritériá na 1e-9?
Vo všeobecnosti platí, že čím nižšie sú absolútne kritériá, tým dlhšie bude výpočet trvať a poskytne presnejšie riešenie. Na obrázku 2.12b) vidíme, že rovnice rýchlosti x a y rýchlosti majú nižšie reziduá ako rovnica kontinuity. Sklony reziduálnych kriviek pre všetky tri rovnice sú približne rovnaké s prudko klesajúcim trendom. - Dvakrát kliknite na Run Calculation pod Solution a zadajte 5000 ako počet iterácií. Kliknite na tlačidlo Vypočítať. Výpočty budú dokončené po 193 iteráciách, pozri obrázok 2.12b). Kliknite na Copy Screenshot of Active Window to Clipboard, pozri obrázok 2.12c). Zmenšené zvyšky možno vložiť do dokumentu programu Word.
Post-processing
- Vyberte záložku Výsledky v menu a zvoľte Vytvoriť>>Čiara/Rake… pod Plocha. Zadajte 0.2 pre x0 (m), 0.2 pre x1 (m), 0 pre y0 (m) a 0.02 m pre y1 (m). Ako názov nového povrchu zadajte x=0.2 m a kliknite na Vytvoriť. Tento krok zopakujte ešte trikrát a vytvorte zvislé čiary pri x=0.4m s dĺžkou 0.04m, x=0.6m s dĺžkou 0.06m a x=0.8m s dĺžkou 0.08m. Zatvorte okno.
- Dvakrát kliknite na Plots a XY Plot v časti Výsledky v prehľade View. Zrušte začiarknutie políčka Poloha na osi X v časti Možnosti a začiarknite políčko Poloha na osi Y. Nastavte Smer grafu pre X na 0 a 1 pre Y. Vyberte Velocity… a X Velocity ako funkciu osi X. Vyberte štyri čiary x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m a x=0.8m v časti Plochy.
- Kliknite na tlačidlo Axes… v okne Solution XY Plot. Vyberte os X, zrušte začiarknutie políčka Auto Range pod Options, zadajte 6 pre Maximálny rozsah, vyberte General Type pod Number Format a nastavte Precision na 0. Kliknite na tlačidlo Apply. Vyberte os Y, zrušte začiarknutie políčka Auto Range, zadajte 0.01 pre Maximálny rozsah, vyberte možnosť General Type v časti Number Format a kliknite na tlačidlo Apply. Zatvorte okno Osi.
- Kliknite na tlačidlo Curves... v okne Solution XY Plot. Vyberte prvý vzor v časti Štýl čiary pre krivku č. 0. Pre Štýl značky vyberte žiadny symbol a kliknite na tlačidlo Použiť. Ďalej vyberte Krivka # 1, vyberte ďalší dostupný vzor pre štýl čiary, žiadny symbol pre štýl značky a kliknite na tlačidlo Použiť. Pokračujte v tomto vzore výberu s ďalšími dvoma krivkami # 2 a # 3. Zatvorte okno Curves – Solution XY Plot. Kliknite na tlačidlo Save/Plot v okne Solution XY Plot a zatvorte toto okno. Kliknite na Kopírovať snímku obrazovky aktívneho okna do schránky, pozri obrázok 2.16c).
Plot XY je možné vložiť do dokumentu programu Word. Vyberte kartu Definované používateľom v ponuke a možnosť Vlastné v časti Funkcie polí. Vyberte konkrétnu funkciu operandového poľa z rozbaľovacej ponuky výberom Mesh… a Y-Coordinate. Kliknite na Vybrať a zadajte definíciu, ako je znázornené na obrázku 2.16f). Ak chcete zahrnúť súradnicu x a dokončiť definíciu funkcie poľa, musíte vybrať položku Mesh… a X Coordinate. Zadajte eta ako názov novej funkcie, kliknite na Defi,ne a zatvorte okno. Opakujte tento krok, aby ste vytvorili ďalšiu funkciu vlastného poľa. Tentokrát vyberieme Velocity… a X Velocity ako funkcie poľa a klikneme na Select. Vyplňte definíciu, ako je znázornené na obrázku 2.16g) a zadajte u-divided-by-freestream-velocity ako názov novej funkcie, kliknite na Def, one a zatvorte okno.
Prečo sme vytvorili sebepodobnú súradnicu?
Ukazuje sa, že použitím sebepodobnej súradnice je rýchlosť profiles v rôznych pozíciách prúdenia sa zrúti na jednom samopodobnom rýchlostnom profile ktorý je nezávislý od polohy po prúde. - Dvakrát kliknite na Plots a XY Plot v časti Výsledky v prehľade View. Nastavte X na 0 a Y na 1 ako smer grafu. Zrušte začiarknutie políčka Poloha na osi X a zrušte začiarknutie políčka Poloha na osi Y v časti Možnosti. Vyberte Vlastné funkcie poľa a eta pre funkciu osi Y a vyberte Vlastné funkcie poľa a delené rýchlosťou voľného prúdu pre funkciu osi X. Umiestnite file blasius.dat vo vašom pracovnom adresári. Toto file si môžete stiahnuť zo stránky sdcpublications.com na karte Downloads pre túto knihu. Pozrite si obrázok 2.19 pre kód Mathematica, ktorý možno použiť na generovanie teoretického Blasius velocity profile pre laminárne prúdenie hraničnej vrstvy cez plochú platňu. Ako example, v tejto učebnici je pracovným adresárom ⥥:\Users\jmatsson. Kliknite na Načítať File. Vyberte Files typu: Všetky Files (*) a vyberte file blasius.dat z vášho pracovného adresára. Vyberte štyri povrchy x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m, x=0.8m a zaťažené file teória.
Kliknite na tlačidlo Osi…. Vyberte os Y v okne Axes-Solution XY Plot a zrušte začiarknutie políčka Auto. Rozsah. Nastavte Minimálny rozsah na 0 a Maximálny rozsah na 10. V poli Formát čísla nastavte Typ na plávajúci a Presnosť na 0. Zadajte názov osi ako eta a kliknite na Použiť. Vyberte os X, zrušte začiarknutie políčka Auto Range (Automatický rozsah) v časti Options (Možnosti), do poľa Maximum Range (Maximálny rozsah) zadajte hodnotu 1.2, v časti Number Format (Formát čísla) vyberte možnosť float Type (Typ s pohyblivou čiarou) a nastavte hodnotu Precision (Presnosť) na hodnotu 1. Zadajte názov osi ako u/U. Kliknite na Použiť a zatvorte okno. Kliknite na tlačidlo Curves... v okne Solution XY Plot. Vyberte prvý vzor v časti Štýl čiary pre krivku # 0, pozri obrázok 2.16a). Vyberte žiadny symbol pre štýl značky a kliknite na tlačidlo Použiť. Ďalej vyberte Krivka # 1, vyberte ďalší dostupný vzor pre štýl čiary, žiadny symbol pre štýl značky a kliknite na tlačidlo Použiť. Pokračujte v tomto vzore výberu s ďalšími dvoma krivkami # 2 a # 3. Zatvorte okno Curves – Solution XY Plot. Kliknite na tlačidlo Save/Plot v okne Solution XY Plot a zatvorte toto okno.
- Kliknite na Kopírovať snímku obrazovky aktívneho okna do schránky, pozri obrázok 2.16c). Plot XY je možné vložiť do dokumentu programu Word. V ponuke vyberte kartu Definované používateľom a možnosť Vlastné. Vyberte konkrétnu funkciu operandu z rozbaľovacej ponuky výberom Mesh… a X-Coordinate. Kliknite na Vybrať a zadajte definíciu, ako je znázornené na obrázku 2.17e). Zadajte rex ako názov novej funkcie, kliknite na Definovať a zatvorte okno. Dvakrát kliknite na Plots a XPlotsot v časti Výsledky v prehľade View. Nastavte X na 0 a Y na 1 v časti Smer grafu.
Zrušte začiarknutie políčka Umiestnenie na osi X a zrušte začiarknutie políčka Umiestnenie na osi Y v časti Možnosti. Pre funkciu osi Y vyberte toky steny a koeficient trenia pokožky a pre funkciu osi XX vyberte funkcie užívateľského poľa a rex. Umiestnite file „Teoretický koeficient trenia pokožky“ vo vašom pracovnom adresári. Kliknite na Načítať File. Vyberte Files typu: Všetky Files (*) a vyberte file „Teoretický koeficient kožného trenia“. Vyberte stenu v časti Povrchy a zaťaženú file Kožné trenie pod File Údaje. Kliknite na tlačidlo Axes…. Začiarknite os X, začiarknite políčko Log v časti Možnosti, zadajte Re-x ako názov osi a zrušte začiarknutie políčka Automaticky. Rozsah pod Option nastavte Minimum na 100 a Maximum na 1000000. Nastavte Typ na plávajúcu a presnosť na 0 pod Formát čísla a kliknite na Použiť. Začiarknite os Y, začiarknite políčko Log v časti Možnosti, zadajte Cf-x ako štítok a zrušte začiarknutie políčka Automaticky. Rozsah, nastavte Minimum na 0.001 a Maximum na 0.1, Typ nastavte na plávajúci, Presnosť na 3 a kliknite na Použiť. Zatvorte okno. Kliknite na Save/Plot v okne Solution XY Plot. Kliknite na tlačidlo Curves... v okne Solution XY Plot. Vyberte prvý vzor pod Lin. e Štýl pre krivku č. 0. Vyberte žiadny symbol pre štýl značky a kliknite na tlačidlo Použiť. Potom vyberte krivku č. 1, vyberte ďalší dostupný vzor pre štýl čiary, žiadny symbol pre štýl značky a kliknite na tlačidlo Použiť. Zatvorte okno Curves – Solution XY Plot. Kliknite na tlačidlo Save/Plot v okne Solution XY Plot a zatvorte toto okno. Kliknite na Kopírovať snímku obrazovky aktívneho okna do schránky, pozri obrázok 2.16c). Plot XY je možné vložiť do dokumentu programu Word.- teória
- V tejto kapitole sme porovnávali Ansys Fluent velocity profiles teoretickou Blasius velocity profile pre laminárne prúdenie na plochej doske. Transformovali sme stenu-normálnu mal súradnicu na súradnicu podobnosti na porovnanie profiles na rôznych miestach prúdenia. Súradnica podobnosti je definovaná ako y (m) je stena-normálna súradnica, je definovaná ako
- kde y (m) je stena-normálna súradnica, U (m/s) je rýchlosť voľného prúdu, x (m) je vzdialenosť od prúdového začiatku steny a å) m2 /s) je kinematická viskozita tekutina. U (m/s) je rýchlosť voľného prúdu, x (m) je vzdialenosť od prúdu steny a m2/s) je kinematická viskozita kvapaliny.
Použili sme aj bezrozmernú prúdovú rýchlosť u/U, kde u je rozmerová rýchlosť profile.
u/U bolo vynesené oproti ”pre Ansys Fluent velocity pro”.files v porovnaní s Blasiusovým teoretickým profile a všetky sa zrútili na rovnakej krivke ako podľa definície sebapodobnosti.
Blasiusova rovnica hraničnej vrstvy je daná vzťahom
Hrúbka hraničnej vrstvy je definovaná ako vzdialenosť od steny k miestu, kde rýchlosť v hraničnej vrstve dosiahla 99 % hodnoty voľného prúdu.
Pre laminárnu hraničnú vrstvu orr máme nasledujúce teoretické vyjadrenie pre zmenu hrúbky hraničnej vrstvy so vzdialenosťou po prúde x a Reynoldsovým číslom ◄.
- Zodpovedajúci výraz pre hrúbku hraničnej vrstvy v turbulentnej hraničnej vrstve je daný
- Koeficient lokálneho povrchového trenia je definovaný ako lokálne šmykové napätie steny delené dynamickým tlakom.
- Teoretický koeficient lokálneho trenia pre laminárne prúdenie je určený
- a pre turbulentné prúdenie máme nasledujúci vzťah
Referencie
- Çengel, YA a Cimbala JM, Základy a aplikácie mechaniky tekutín, 1. vydanie, McGraw-Hill, 2006.
- Richards, S., Cimbala, JM, Martin, K., ANSYS Workbench Tutorial – Boundary Layer on a Flat Plate, Penn State University, 18. mája 2010 Revízia.
- Schlichting, H. a Gersten, K., Teória hraničnej vrstvy, 8. prepracované a rozšírené vydanie, Springer, 2001.
- White, FM, Fluid Mechanics, 4. vydanie, McGraw-Hill, 1999.
Cvičenia
- Použite výsledky zo simulácie Ansys Fluent v tejto kapitole na určenie hrúbky hraničnej vrstvy v pozíciách po prúde, ako je uvedené v tabuľke nižšie. Doplňte chýbajúce údaje do tabuľky. ◄ je rýchlosť hraničnej vrstvy vo vzdialenosti od steny rovnajúcej sa hrúbke hraničnej vrstvy a U je rýchlosť voľného prúdu.
x (m) o (mm) Plynule
o (mm) teória
Percentuálny rozdiel U 8 (m/s)
U (m/s)
v (m2/s)
Re x 0.2 .0000146 0.4 .0000146 0.6 .0000146 0.8 .0000146 - Zmeňte veľkosť prvku pre sieť na 2 mm a porovnajte výsledky v grafoch XY koeficientu trenia pokožky oproti Reynoldsovmu číslu s veľkosťou prvku 1 mm, ktorá bola použitá v tejto kapitole. Porovnajte svoje výsledky s teóriou.
- Zmeňte rýchlosť voľného prúdu na 3 m/s a vytvorte graf XY vrátane rýchlosti profiles pri x = 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 a 0.9 m. Vytvorte ďalší graf XY so samopodobnou rýchlosťou profiles pre túto nižšiu rýchlosť voľného prúdu a vytvorte graf XY pre koeficient trenia pokožky oproti Reynoldsovmu číslu.
- Použite výsledky zo simulácie Ansys Fluent v cvičení 2.3 na určenie hrúbky hraničnej vrstvy v pozíciách po prúde, ako je uvedené v tabuľke nižšie. Doplňte chýbajúce informácie do tabuľky. je rýchlosť hraničnej vrstvy vo vzdialenosti od steny rovnajúca sa hrúbke hraničnej vrstvy a U je rýchlosť voľného prúdu.
x (m) o (mm) Plynule
o (mm) teória
Percentuálny rozdiel 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
Tabuľka 2.2 Porovnanie medzi Fluentom a teóriou pre hrúbku hraničnej vrstvy
Zmeňte rýchlosť voľného prúdu na hodnotu uvedenú v tabuľke nižšie a vytvorte graf XY vrátane rýchlosti profiles pri x = 0.2, 0.4, 0.6 a 0.8 m. Vytvorte ďalší graf XY so samopodobnou rýchlosťou profiles pre vašu voľnú rýchlosť prúdu a vytvorte graf XY pre koeficient trenia pokožky oproti Reynoldsovmu číslu.
| Študent | X-Velocity U (m/s) | Maximálne Rozsah (m/s) pre X Rýchlosť Zápletka |
| 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 |
Stiahnite si PDF: Používateľská príručka softvéru Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation