Manwal ng Gumagamit ng Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation Software
KABANATA 2. FLAT PLATE BOUNDARY LAYER
Mga layunin
- Paggawa ng Geometry sa Ansys Workbench para sa Ansys Fluent
- Pagse-set up ng Ansys Fluent para sa Laminar Steady 2D Planar Flow
- Pagse-set up ng Mesh
- Pagpili ng mga Kondisyon sa Hangganan
- Pagpapatakbo ng mga Pagkalkula
- Paggamit ng Mga Plot para I-visualize ang Nagreresultang Field ng Daloy
- Ikumpara sa Theoretical Solution gamit ang Mathematica Code
Paglalarawan ng Problema
Sa kabanatang ito, gagamitin natin ang Ansys Fluent upang pag-aralan ang two-dimensional na laminar flow sa isang pahalang na flat plate. Ang laki ng plate ay itinuturing na walang hanggan sa spanwise na direksyon at samakatuwid ang daloy ay 2D sa halip na 3D. Ang inlet velocity para sa 1 m long plate ay 5 m/s at gagamitin namin ang hangin bilang fluid para sa laminar simulation. Tutukuyin natin ang bilis profiles at i-plot ang profiles. Magsisimula tayo sa paglikha ng geometry na kailangan para sa simulation.
Inilunsad ang Ansys Workbench at Pagpili ng Fluent
- Magsimula sa pamamagitan ng paglulunsad ng Ansys Workbench. I-double-click ang Fluid Flow (Fluent) na matatagpuan sa ilalim ng Analysis Systems sa Toolbox.
Inilunsad ang Ansys DesignModeler
- Piliin ang Geometry sa ilalim ng Project Schematic sa Ansys Workbench. Mag-right-click sa Geometry at piliin ang Properties. Piliin ang Uri ng 2D Analysis sa ilalim ng Advanced na Geometry Options sa Properties of Schematic A2: Geometry. Mag-right-click sa Geometry sa Project Schematic at piliin ang Ilunsad ang New DesignModeler Geometry. Piliin ang Mga Yunit>>Millimeter bilang ang haba ng unit mula sa menu sa DesignModeler.
- Susunod, gagawa kami ng geometry sa DesignModeler. Piliin ang XYPlane mula sa Tree Outline sa kaliwang bahagi sa DesignModeler. Piliin ang Look at Sketch Mag-click sa tab na Sketching sa Tree Outline at piliin ang Line
skSketschool. Gumuhit ng pahalang na linya na 1,000 mm ang haba mula sa pinanggalingan sa kanan. Tiyaking mayroon kang P sa pinanggalingan kapag sinimulan mong iguhit ang linya. Gayundin, siguraduhin na mayroon kang isang H sa kahabaan ng linya upang ito ay pahalang at isang C sa dulo ng linya. Piliin ang Mga Dimensyon sa loob ng mga opsyon sa Sketching. Mag-click sa linya at magpasok ng haba na 1000 mm. Gumuhit ng patayong linya pataas na 100 mm ang haba simula sa dulong punto ng unang pahalang na linya. Tiyaking mayroon kang P kapag sinimulan ang linya at isang V na nagpapahiwatig ng patayong linya. Magpatuloy sa isang pahalang na linya na 100 mm ang haba sa kaliwa mula sa pinanggalingan na sinusundan ng isa pang patayong linya na 100 mm ang haba. Ang susunod na linya ay pahalang na may haba na 100 mm simula sa dulo ng dating patayong linya at nakadirekta sa kanan. Panghuli, isara ang parihaba na may 1,000-mm ang haba na pahalang na linya simula 100 mm sa itaas ng pinanggalingan at nakadirekta sa kanan.
- Mag-click sa tab na Modeling sa ilalim ng Sketching Toolboxes. Piliin ang Concept >> Surfaces from Sketches sa menu. Kontrolin piliin ang anim na gilid ng parihaba bilang Base Objects at piliin ang Ilapat sa Mga Detalye View. Mag-click sa Bumuo sa toolbar. Ang parihaba ay nagiging kulay abo. Pag-right click sa graphics window piliin ang Zoom to Fit at isara ang DesignModeler.
- Magdo-double click na kami ngayon sa Mesh sa ilalim ng Project Schematic sa Ansys Workbench para buksan ang Meshing window. Piliin ang Mesh sa Outline ng Meshing window. Mag-right-click at piliin ang Bumuo ng Mesh. Ang isang magaspang na mesh ay nilikha. Piliin ang Unit Systems>>Metric (mm, kg, N …) mula sa ibaba ng graphics window. Piliin ang Mesh >> Controls >> Face Meshing mula sa menu. Mag-click sa dilaw na rehiyon sa tabi ng Geometry sa ilalim ng Saklaw sa Mga Detalye ng Face Meshing. Piliin ang parihaba sa window ng graphics. Mag-click sa button na Mag-apply para sa Geometry sa Mga Detalye ng "Face Meshing". Piliin ang Mesh>> Controls>>Sizing mula sa menu at piliin ang Edge sa itaas ng graphics window. Piliin ang 6 na gilid ng parihaba. Mag-click sa Mag-apply para sa Geometry sa "Mga Detalye ng Edge Sizing". Sa ilalim ng Depinisyon sa "Mga Detalye ng Edge Sizing", piliin ang Sukat ng Elemento bilang Uri, 1.0 mm para sa Sukat ng Elemento, Kunin ang Curvature bilang Hindi, at Hard bilang Gawi. Piliin ang pangalawang Uri ng Bias at ilagay ang 12.0 bilang Bias Factor. Piliin ang mas maikling itaas na pahalang na gilid at Ilapat ang gilid na ito gamit ang Reverse Bias. Mag-click sa Home>>Bumuo ng Mesh sa menu at piliin ang Mesh sa Outline. Ang tapos na mesh ay ipinapakita sa window ng graphics.
Bakit tayo gumawa ng biased mesh?
Papalitan natin ngayon ang pangalan ng mga gilid ng parihaba. Piliin ang kaliwang gilid ng parihaba, i-right click at piliin ang Lumikha ng Pinangalanang Pinili.
Ipasok ang inlet bilang pangalan at i-click ang OK button. Ulitin ang hakbang na ito para sa kanang patayong gilid ng parihaba at ilagay ang pangalang outlet. Gumawa ng pinangalanang seleksyon para sa mas mababang mas mahabang pahalang na kanang gilid at tawagan itong pader. Panghuli, kontrolin-piliin ang natitirang tatlong pahalang na gilid at pangalanan ang mga ito ng perpektong mga pader. Ang ideal na pader ay isang adiabatic at frictionless na pader.
- Ang dahilan ng paggamit ng biased mesh ay kailangan natin ng mas pinong mesh na malapit sa dingding kung saan mayroon tayong mga gradient ng bilis sa daloy. Nagsama rin kami ng mas pinong mesh kung saan nagsisimulang bumuo ang boundary layer sa flat plate. Pumili File>>I-export...>>Mesh>>FLUENT na Input File>>I-export mula sa menu. Piliin ang I-save bilang uri: FLUENT Input Files (*.msh). Ipasok ang boundary-layer-mesh .msh ang s file pangalan at i-click ang pindutang I-save. Pumili File>>I-save ang Proyekto mula sa menu. Pangalanan ang proyektong Flat Plate Boundary Layer. Isara ang window ng Ansys Meshing. Mag-right-click sa Mesh sa Project Schematic at piliin ang Update.
Inilunsad ang Ansys Fluent
- Maaari mong simulan ang Fluent sa dalawang magkaibang paraan, alinman sa pamamagitan ng pag-double click sa Setup sa ilalim ng Project Schematic sa Ansys Workbench o standalone mode mula sa Fluent 2024 R1 sa Ansys 2024 R1 app folder. Kakailanganin mong basahin ang mesh kung sisimulan mo ang Fluent sa standalone mode. Isang advantage ng pagsisimula ng Ansys Fluent sa standalone mode ay maaari mong piliin ang lokasyon ng iyong Working Directory kung saan ang lahat ng output files ay maliligtas, tingnan ang Figure 2.6a). Ilunsad ang Dimension 2D at Double Precision Solver ng Fluent. Suriin ang Double Precision sa ilalim ng Options. Itakda ang bilang ng Mga Proseso ng Solver na katumbas ng bilang ng mga core ng computer. Upang suriin ang bilang ng mga pisikal na core, pindutin ang Ctrl + Shift + Esc key nang sabay-sabay upang buksan ang Task Manager. Pumunta sa tab na Performance at piliin ang CPU mula sa kaliwang column. Makikita mo ang bilang ng mga pisikal na core sa kanang bahagi sa ibaba. Ang Ansys Student ay limitado sa maximum na 4 na proseso ng solver. Isara ang window ng Task Manager. Mag-click sa Start button para ilunsad ang Ansys Fluent. I-click ang OK upang isara ang window ng Key Behavioral Changes kung ito ay lilitaw.
Larawan 2.6a) Paglulunsad ng Setup
Bakit tayo gumagamit ng double precision?
Ang double precision ay magbibigay ng mas tumpak na mga kalkulasyon kaysa sa solong precision. - Suriin ang sukat ng mesh sa pamamagitan ng pagpili sa Scale… na button sa ilalim ng Mesh sa Pangkalahatan sa Task Page. Tiyaking tama ang Domain Extent at isara ang window ng Scale Mesh.
- I-double-click ang Models and Viscous (SST k-omega) sa ilalim ng Setup sa Outline View. Piliin ang Laminar bilang Viscous Model. I-click ang OK upang isara ang window. I-double-click ang Boundary Conditions sa ilalim ng Setup sa Outline View. Mag-double click sa inlet sa ilalim ng Zone sa Task Page. Piliin ang Mga Bahagi bilang Paraan ng Pagtutukoy ng Bilis at itakda ang X-Velocity [m/s] sa 5.
- Mag-click sa pindutang Ilapat na sinusundan ng pindutan ng Isara.
- Mag-double click sa ideal_wall sa ilalim ng Mga Zone. Suriin ang Tinukoy na Paggugupit bilang Kundisyon ng Paggugupit at panatilihin ang mga zero na halaga para sa tinukoy na stress ng paggugupit dahil ang perpektong pader ay walang frictionless. Mag-click sa pindutang Ilapat na sinusundan ng pindutan ng Isara.
Bakit namin pinili ang Laminar bilang Viscous Model?
Para sa napiling libreng stream velocity 5 m/s ang Reynolds number ay mas mababa sa 500,000 kasama ang plate at ang daloy ay laminar. Ang magulong daloy sa isang patag na plato ay nangyayari sa mga bilang ng Reynolds na higit sa 500,000. - Mag-double click sa Mga Paraan sa ilalim ng Solusyon sa Outline View. Piliin ang Standard para sa Pressure at First Order Upwind para sa Momentum. Mag-double click sa Reference Values sa ilalim ng Setup sa Outline View. Piliin ang Compute mula sa inlet sa Task Page.
Bakit namin ginagamit ang First Order Upwind na paraan para sa Spatial Discretization of Momentum?
Ang paraan ng First Order Upwind ay karaniwang hindi gaanong tumpak ngunit mas mahusay na nagsasama-sama kaysa sa Second Order Upwind na paraan. Karaniwang kasanayan na magsimula sa paraan ng First Order Upwind sa simula ng mga kalkulasyon at magpatuloy sa paraan ng Second Order Upwind. - I-double click ang Initialization sa ilalim ng Solution sa Outline View, piliin ang Standard Initialization, piliin ang Compute mula sa inlet, at i-click ang button na Initialize.
- Mag-double click sa Monitors sa ilalim ng Solution sa Outline View. Mag-double click sa Residual sa ilalim ng Mga Monitor sa Outline View at ilagay ang 1e-9 bilang Ganap na Pamantayan para sa lahat ng Nalalabi. Mag-click sa pindutan ng OK upang isara ang window. Pumili File>>I-save ang Proyekto mula sa menu. Pumili File>>I-export>>Kaso... mula sa menu. I-save ang Case File na may pangalang Flat Plate Boundary Layer. CAS.h5
Bakit natin itinakda ang Absolute Criteria sa 1e-9?
Sa pangkalahatan, mas mababa ang ganap na pamantayan, mas matagal ang oras ng pagkalkula at magbibigay ng mas eksaktong solusyon. Nakikita natin sa Figure 2.12b) na ang x-velocity at y-velocity equation ay may mas mababang residual kaysa sa continuity equation. Ang mga slope ng mga natitirang kurba para sa lahat ng tatlong equation ay halos pareho sa isang matalim na pababang takbo. - I-double-click ang Run Calculation sa ilalim ng Solution at ilagay ang 5000 para sa Number of Iterations. Mag-click sa pindutan ng Kalkulahin. Ang mga kalkulasyon ay makukumpleto pagkatapos ng 193 na pag-ulit, tingnan ang Figure 2.12b). Mag-click sa Kopyahin ang Screenshot ng Active Window sa Clipboard, tingnan ang Figure 2.12c). Ang Scaled Residuals ay maaaring idikit sa isang Word document.
Post-Processing
- Piliin ang tab na Mga Resulta sa menu at piliin ang Gumawa>>Line/Rake... sa ilalim ng Surface. Ilagay ang 0.2 para sa x0 (m), 0.2 para sa x1 (m), 0 para sa y0 (m), at 0.02 m para sa y1 (m). Ilagay ang x=0.2m para sa Bagong Surface Name at i-click ang Create. Ulitin ang hakbang na ito ng tatlong beses at lumikha ng mga patayong linya sa x=0.4m na may haba na 0.04 m, x=0.6m na may haba na 0.06m, at x=0.8m na may haba na 0.08m. Isara ang bintana.
- Mag-double click sa Plots at XY Plot sa ilalim ng Mga Resulta sa Outline View. I-uncheck ang Posisyon sa X Axis sa ilalim ng Options at lagyan ng check ang Posisyon sa Y-axis. Itakda ang Direksyon ng Plot para sa X sa 0 at 1 para sa Y. Piliin ang Velocity... at X Velocity bilang X Axis Function. Piliin ang apat na linyang x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m, at x=0.8m sa ilalim ng Surfaces.
- Mag-click sa Axes… na button sa Solution XY Plot window. Piliin ang X-Axis, alisan ng tsek ang Auto Range sa ilalim ng Options, ilagay ang 6 para sa Maximum Range, piliin ang General Type sa ilalim ng Number Format, at itakda ang Precision sa 0. I-click ang Apply button. Piliin ang Y-Axis, alisan ng tsek ang Auto Range, ipasok ang 0.01 para sa Maximum Range, piliin ang General Type sa ilalim ng Number Format, at i-click ang Apply button. Isara ang window ng Axes.
- Mag-click sa pindutan ng Curves… sa window ng Solution XY Plot. Piliin ang unang pattern sa ilalim ng Line Style para sa Curve # 0. Piliin ang walang Symbol para sa Marker Style at i-click ang Apply button. Susunod, piliin ang Curve # 1, piliin ang susunod na magagamit na Pattern para sa Line Style, walang Simbolo para sa Marker Style, at i-click ang Apply button. Ipagpatuloy ang pattern na ito ng pagpili sa susunod na dalawang curve # 2 at # 3. Isara ang Curves – Solution XY Plot window. Mag-click sa pindutan ng I-save/Plot sa window ng Solution XY Plot at Isara ang window na ito. Mag-click sa Kopyahin ang Screenshot ng Active Window sa Clipboard, tingnan ang Figure 2.16c).
Ang XY Plot ay maaaring idikit sa isang Word document. Piliin ang tab na Tinukoy ng User sa menu at Custom sa ilalim ng Field Functions. Pumili ng partikular na Operand Field Function mula sa drop-down na menu sa pamamagitan ng pagpili sa Mesh... at Y-Coordinate. Mag-click sa Piliin at ilagay ang kahulugan tulad ng ipinapakita sa Figure 2.16f). Kailangan mong piliin ang Mesh... at X Coordinate upang isama ang x coordinate at kumpletuhin ang kahulugan ng field function. Ipasok ang eta bilang Bagong Pangalan ng Function, mag-click sa Defi,ne, at isara ang window. Ulitin ang hakbang na ito para gumawa ng isa pang custom na field function. Sa pagkakataong ito, pipiliin namin ang Velocity… at X Velocity bilang Field Functions at mag-click sa Select. Kumpletuhin ang Depinisyon tulad ng ipinapakita sa Figure 2.16g) at ilagay ang u-divided-by-freestream-velocity bilang Bagong Pangalan ng Function, mag-click sa Def, isa, at isara ang window.
Bakit tayo gumawa ng self-similar coordinate?
Lumalabas na sa pamamagitan ng paggamit ng self-similar coordinate, ang velocity profiles sa iba't ibang streamwise na posisyon ay babagsak sa isang self-similar velocity profile na independiyente sa streamwise na lokasyon. - Mag-double click sa Plots at XY Plot sa ilalim ng Mga Resulta sa Outline View. Itakda ang X sa 0 at Y sa 1 bilang Plot Direction. Alisan ng tsek ang Posisyon sa X Axis at alisan ng tsek ang Posisyon sa Y-axis sa ilalim ng Mga Opsyon. Piliin ang Custom Field Function at eta para sa Y-Axis Function at piliin ang Custom Field Function at udivided-by-freestream-velocity para sa X-Axis Function. Ilagay ang file blasius.dat sa iyong working directory. Ito file maaaring i-download mula sa sdcpublications.com sa ilalim ng tab na Mga Download para sa aklat na ito. Tingnan ang Figure 2.19 para sa Mathematica code na maaaring magamit upang makabuo ng theoretical Blasius velocity profile para sa laminar boundary layer flow sa ibabaw ng flat plate. Bilang isang example, sa aklat na ito ang gumaganang direktoryo ay ܥ:\Users\jmatsson. Mag-click sa Load File. Pumili Files ng uri: Lahat Files (*) at piliin ang file blasius.dat mula sa iyong working directory. Piliin ang apat na ibabaw x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m, x=0.8m, at ang load file Teorya.
Mag-click sa Axes… na buton. Piliin ang Y-Axis sa Axes-Solution XY Plot window at alisan ng check ang Auto. Saklaw. Itakda ang Minimum Range sa 0 at Maximum Range sa 10. Itakda ang Uri sa float at Precision sa 0 sa ilalim ng Number Format. Ilagay ang Axis Title bilang eta at i-click ang Apply. Piliin ang X-Axis, alisan ng check ang Auto Range sa ilalim ng Options, ilagay ang 1.2 para sa Maximum Range, piliin ang float Type sa ilalim ng Number Format, at itakda ang Precision sa 1. Ilagay ang Axis Title bilang u/U. Mag-click sa Mag-apply at Isara ang window. Mag-click sa pindutan ng Curves… sa window ng Solution XY Plot. Piliin ang unang pattern sa ilalim ng Line Style para sa Curve # 0, tingnan ang Figure 2.16a). Pumili ng walang Simbolo para sa Marker Style at mag-click sa button na Ilapat. Susunod, piliin ang Curve # 1, piliin ang susunod na magagamit na Pattern para sa Line Style, walang Simbolo para sa Marker Style, at i-click ang Apply button. Ipagpatuloy ang pattern na ito ng pagpili sa susunod na dalawang curve # 2 at # 3. Isara ang Curves – Solution XY Plot window. Mag-click sa pindutan ng Save/Plot sa window ng Solution XY Plot at isara ang window na ito.
- Mag-click sa Kopyahin ang Screenshot ng Active Window sa Clipboard, tingnan ang Figure 2.16c). Ang XY Plot ay maaaring idikit sa isang Word document. Piliin ang tab na Tinukoy ng User sa menu at Custom. Pumili ng partikular na Operand function mula sa drop-down na menu sa pamamagitan ng pagpili sa Mesh... at X-Coordinate. Mag-click sa Piliin at ipasok ang kahulugan tulad ng ipinapakita sa Figure 2.17e). Ipasok ang rex bilang Bagong Pangalan ng Function, mag-click sa Tukuyin, at Isara ang window. Mag-double click sa Plots at XPlotsot sa ilalim ng Mga Resulta sa Outline View. Itakda ang X sa 0 at Y sa 1 sa ilalim ng Direksyon ng Plot.
Alisan ng tsek ang Posisyon sa X Axis at alisan ng tsek ang Posisyon sa Y-axis sa ilalim ng Options. Piliin ang Wall Fluxes at Skin Friction Coefficient para sa Y-Axis Function at piliin ang Custom Field Functions at rex para sa XX-AxisFunction. Ilagay ang file "Theoretical Skin Friction Coefficient" sa iyong working directory. Mag-click sa Load File. Pumili Files ng uri: Lahat Files (*) at piliin ang file "Theoretical Skin Friction Coefficient". Piliin ang pader sa ilalim ng Surfaces at ang na-load file Balat Friction sa ilalim File Data. Mag-click sa Axes… Button. Lagyan ng check ang X-Axis, lagyan ng check ang kahon para sa Log sa ilalim ng Options, ilagay ang Re-x bilang Axis Title, at alisan ng check ang Auto. Saklaw sa ilalim ng Opsyon itakda ang Minimum sa 100 at Maximum sa 1000000. Itakda ang Uri upang lumutang at Precision sa 0 sa ilalim ng Format ng Numero at i-click ang Ilapat. Lagyan ng check ang Y-Axis, lagyan ng check ang kahon para sa Log sa ilalim ng Options, ilagay ang Cf-x bilang Label, at alisan ng check ang Auto. Saklaw, itakda ang Minimum sa 0.001 at Maximum sa 0.1, itakda ang Uri upang lumutang, Precision sa 3, at i-click ang Ilapat. Isara ang bintana. Mag-click sa Save/Plot sa Solution XY Plot window. Mag-click sa pindutan ng Curves… sa window ng Solution XY Plot. Piliin ang unang pattern sa ilalim ng Lin. e Style para sa Curve # 0. Piliin ang walang Simbolo para sa Marker Style at i-click ang Apply button. Pagkatapos, piliin ang Curve # 1, piliin ang susunod na magagamit na Pattern para sa Line Style, walang Simbolo para sa Marker Style, at i-click ang Apply button. Isara ang Curves – Solution XY Plot window. Mag-click sa pindutan ng I-save/Plot sa window ng Solution XY Plot at isara ang window na ito. Mag-click sa Kopyahin ang Screenshot ng Active Window sa Clipboard, tingnan ang Figure 2.16c). Ang XY Plot ay maaaring idikit sa isang Word document.- Teorya
- Sa kabanatang ito, inihambing namin ang Ansys Fluent velocity profiles na may teoretikal na Blasius velocity profile para sa laminar flow sa isang flat plate. Binago namin ang wall-normal mal coordinate sa isang similarity coordinate para sa paghahambing ng profiles sa iba't ibang streamwise na lokasyon. Ang coordinate ng pagkakatulad ay tinukoy sa pamamagitan ng kung saan ang y (m) ay ang wall-normal na coordinate, ay tinukoy ng
- kung saan ang y (m) ay ang wall-normal coordinate, ang U (m/s) ay ang free stream velocity, x (m) ay ang distansya mula sa streamwise na pinanggalingan ng pader at ϥ) m2 /s) ay ang kinematic viscosity ng ang likido. Ang U (m/s) ay ang free stream velocity, ang x (m) ay ang distansya mula sa streamwise na pinagmulan ng pader at m2/s) ay ang kinematic viscosity ng fluid.
Ginamit din namin ang non-dimensional streamwise velocity u/U kung saan u ang dimensional velocity profile.
Na-plot ang u/U laban sa ϟ para sa Ansys Fluent velocity profiles kumpara sa theoretical pro ni Blasiusfile at lahat sila ay bumagsak sa parehong kurba ayon sa kahulugan ng pagkakatulad sa sarili.
Ang Blasius boundary layer equation ay ibinigay ng
Ang kapal ng boundary layer ay tinukoy bilang ang distansya mula sa pader hanggang sa lokasyon kung saan ang bilis sa boundary layer ay umabot sa 99% ng libreng stream value.
Para sa isang laminar boundary layer orr mayroon tayong sumusunod na theoretical expression para sa variation ng boundary layer na may streamwise na distansya x at Reynolds number ܴ.
- Ang katumbas na expression para sa kapal ng boundary layer sa isang magulong boundary layer ay ibinibigay ng
- Ang lokal na skin friction coefficient ay tinukoy bilang ang lokal na wall shear stress na hinati sa dynamic na presyon.
- Ang theoretical local friction coefficient para sa laminar flow ay tinutukoy ng
- at para sa magulong daloy, mayroon tayong sumusunod na kaugnayan
Mga sanggunian
- Çengel, YA, at Cimbala JM, Fluid Mechanics Fundamentals and Applications, 1st Edition, McGraw-Hill, 2006.
- Richards, S., Cimbala, JM, Martin, K., ANSYS Workbench Tutorial – Boundary Layer sa Flat Plate, Penn State University, 18 May 2010 Revision.
- Schlichting, H., at Gersten, K., Boundary Layer Theory, 8th Revised and Enlarged Edition, Springer, 2001.
- Puti, FM, Fluid Mechanics, 4th Edition, McGraw-Hill, 1999.
Mga ehersisyo
- Gamitin ang mga resulta mula sa Ansys Fluent simulation sa kabanatang ito upang matukoy ang kapal ng boundary layer sa mga streamwise na posisyon tulad ng ipinapakita sa talahanayan sa ibaba. Punan ang nawawalang impormasyon sa talahanayan. Ang ܷ ay ang bilis ng boundary layer sa layo mula sa pader na katumbas ng boundary layer na kapal at ang U ay ang free stream velocity.
x (m) o (mm) Matatas
o (mm) Teorya
Pagkakaiba ng Porsiyento U 8 (MS)
U (MS)
v (m2/s)
Re x 0.2 .0000146 0.4 .0000146 0.6 .0000146 0.8 .0000146 - Baguhin ang laki ng elemento sa 2 mm para sa mesh at ihambing ang mga resulta sa XY Plot ng skin friction coefficient kumpara sa Reynolds number na may sukat ng elemento na 1 mm na ginamit sa kabanatang ito. Ihambing ang iyong mga resulta sa teorya.
- Baguhin ang libreng stream velocity sa 3 m/s at gumawa ng XY Plot kasama ang velocity profiles sa x = 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, at 0.9 m. Gumawa ng isa pang XY Plot na may self-similar velocity profiles para sa mas mababang bilis ng libreng stream na ito at lumikha ng XY Plot para sa koepisyent ng friction ng balat kumpara sa numero ng Reynolds.
- Gamitin ang mga resulta mula sa Ansys Fluent simulation sa Exercise 2.3 upang matukoy ang kapal ng boundary layer sa mga streamwise na posisyon tulad ng ipinapakita sa talahanayan sa ibaba. Punan ang nawawalang impormasyon sa talahanayan.ay ang bilis ng boundary layer sa layo mula sa pader na katumbas ng boundary layer na kapal at U ang free stream velocity.
x (m) o (mm) Matatas
o (mm) Teorya
Pagkakaiba ng Porsiyento U 8 (MS)
U (MS)
v (m2/s)
Re x 0.1 .0000146 0.2 .0000146 0.5 .0000146 0.7 .0000146 0.9 .0000146
Talahanayan 2.2 Paghahambing sa pagitan ng Fluent at teorya para sa kapal ng boundary layer
Baguhin ang libreng stream velocity sa value na nakalista sa table sa ibaba at gumawa ng XY Plot kasama ang velocity profiles sa x = 0.2, 0.4, 0.6, at 0.8 m. Gumawa ng isa pang XY Plot na may self-similar velocity profiles para sa iyong libreng stream velocity at lumikha ng XY Plot para sa skin friction coefficient kumpara sa Reynolds number.
| Estudyante | X-Bilis U (MS) | Pinakamataas Saklaw (MS) para sa X Bilis Plot |
| 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 |
Pag-download ng PDF: Manwal ng Gumagamit ng Ansys 2024 Fluent Fluid Simulation Software