Ansys 2024 Fluent Fluid Simülasyon Yazılımı Kullanıcı Kılavuzu

BÖLÜM 2. DÜZ PLAKA SINIR TABAKASI

Amaçlar

• Ansys Fluent için Ansys Workbench'te Geometri Oluşturma
• Laminar Sabit 2D Düzlemsel Akış için Ansys Fluent Kurulumu
• Mesh Kurulumu
• Sınır Koşullarının Seçilmesi
• Çalışan Hesaplamalar
• Sonuç Akış Alanını Görselleştirmek İçin Grafikleri Kullanma
• Mathematica Kodunu Kullanarak Teorik Çözümle Karşılaştırın

Sorun Açıklaması
Bu bölümde, yatay düz bir plaka üzerindeki iki boyutlu laminer akışı incelemek için Ansys Fluent kullanacağız. Plakanın boyutu, açıklık yönünde sonsuz olarak kabul edilir ve bu nedenle akış 2B yerine 3B'dir. 1 m uzunluğundaki plaka için giriş hızı 5 m/s'dir ve laminer simülasyonlar için akışkan olarak hava kullanacağız. Hız profiles ve pro'yu çizfiles. Simülasyon için gerekli geometriyi oluşturarak başlayacağız.

Ansys Workbench'ü Başlatma ve Fluent'i Seçme

1. Ansys Workbench'i başlatarak başlayın. Toolbox'taki Analysis Systems altında bulunan Fluid Flow (Fluent) üzerine çift tıklayın.
   Ansys DesignModeler'ı Başlatma
2. Ansys Workbench'teki Project Schematic altında Geometri'yi seçin. Geometri'ye sağ tıklayın ve Özellikler'i seçin. Schematic A2: Geometri'nin Özellikleri'ndeki Gelişmiş Geometri Seçenekleri altında 2D Analiz Türü'nü seçin. Project Schematic'te Geometri'ye sağ tıklayın ve Yeni DesignModeler Geometrisi'ni Başlat'ı seçin. DesignModeler'daki menüden uzunluk birimi olarak Birimler>>Milimetre'yi seçin.
3. Sonra, DesignModeler'da geometriyi oluşturacağız. DesignModeler'da sol taraftaki Ağaç Anahattı'ndan XYPlane'i seçin. Taslağa Bak'ı seçin. Ağaç Anahattı'ndaki Taslak sekmesine tıklayın ve Çizgi'yi seçin. skSketchool. Başlangıç ​​noktasından sağa doğru 1,000 mm uzunluğunda yatay bir çizgi çizin. Çizgiyi çizmeye başladığınızda başlangıç ​​noktasında bir P olduğundan emin olun. Ayrıca, çizginin yatay olması için çizgi boyunca bir H ve çizginin sonunda bir C olduğundan emin olun. Çizim seçeneklerinde Boyutlar'ı seçin. Çizgiye tıklayın ve 1000 mm uzunluğunu girin. İlk yatay çizginin bitiş noktasından başlayarak yukarı doğru 100 mm uzunluğunda dikey bir çizgi çizin. Çizgiye başlarken bir P ve dikey çizgiyi belirten bir V olduğundan emin olun. Başlangıç ​​noktasından sola doğru 100 mm uzunluğunda yatay bir çizgi ve ardından 100 mm uzunluğunda başka bir dikey çizgi ile devam edin. Bir sonraki çizgi, önceki dikey çizginin bitiş noktasından başlayarak sağa doğru yönlendirilmiş 100 mm uzunluğunda yatay olacaktır. Son olarak, başlangıç ​​noktasından 1,000 mm yukarıdan başlayarak sağa doğru yönlendirilmiş 100 mm uzunluğunda yatay bir çizgi ile dikdörtgeni kapatın.
4. Sketching Toolboxes altında Modelleme sekmesine tıklayın. Menüde Concept>>Surfaces from Sketches'ı seçin. Dikdörtgenin altı kenarını Temel Nesneler olarak Control tuşuna basarak seçin ve Ayrıntılar'da Uygula'yı seçin View. Araç çubuğundaki Oluştur'a tıklayın. Dikdörtgen griye döner. Grafik penceresine sağ tıklayarak Yakınlaştır'ı seçin ve DesignModeler'ı kapatın.
5. Şimdi Ansys Workbench'teki Project Schematic'in altındaki Mesh'e çift tıklayarak Meshing penceresini açacağız. Meshing penceresinin Outline kısmında Mesh'i seçin. Sağ tıklayın ve Generate Mesh'i seçin. Kaba bir mesh oluşturulur. Grafik penceresinin altından Unit Systems>>Metric (mm, kg, N …) seçeneğini seçin. Menüden Mesh>> Controls>> Face Meshing'i seçin. Details of Face Meshing'de Scope altında Geometry'nin yanındaki sarı bölgeye tıklayın. Grafik penceresinde dikdörtgeni seçin. Details of “Face Meshing”de Geometry için Apply butonuna tıklayın. Menüden Mesh>> Controls>>Sizing'i seçin ve grafik penceresinin üstünde Edge'i seçin. Dikdörtgenin 6 kenarını seçin. Details of “Details of Edge Size”da Geometri için Apply'a tıklayın. Details of “Details of Edge Size”da Tanım altında, Type olarak Element Size'ı, 1.0 mm'lik Element Size'ı, Capture Curvature'ı No'yu ve Hard'ı Behavior olarak seçin. İkinci Bias Türünü seçin ve Bias Faktörü olarak 12.0 girin. Daha kısa üst yatay kenarı seçin ve bu kenarı Ters Bias ile uygulayın. Menüde Ana Sayfa>>Mesh Oluştur'a tıklayın ve Ana Hat'ta Mesh'i seçin. Bitmiş mesh grafik penceresinde gösterilir.
   Neden önyargılı bir ağ oluşturduk?
   Şimdi dikdörtgenin kenarlarını yeniden adlandıracağız. Dikdörtgenin sol kenarını seçin, sağ tıklayın ve İsimli Seçim Oluştur'u seçin. Girişi isim olarak girin ve OK düğmesine tıklayın. Bu adımı dikdörtgenin sağ dikey kenarı için tekrarlayın ve çıkış adını girin. Alttaki daha uzun yatay sağ kenar için adlandırılmış bir seçim oluşturun ve buna duvar adını verin. Son olarak, kalan üç yatay kenarı kontrol tuşuna basarak seçin ve bunlara ideal duvarlar adını verin. İdeal bir duvar, adiabatik ve sürtünmesiz bir duvardır.
6. Önyargılı bir ağ kullanmanın nedeni, akışta hız gradyanlarının olduğu duvara yakın daha ince bir ağa ihtiyacımız olmasıdır. Ayrıca, sınır tabakasının düz plaka üzerinde gelişmeye başladığı yere daha ince bir ağ ekledik. Seç File>>Dışa Aktar…>>Mesh>>FLUENT Giriş File>> Menüden dışa aktarın. Kaydetme türü olarak seçin: AKICI Giriş Files (*.msh). Sınır tabakası ağını girin.msh s file adını girin ve Kaydet düğmesine tıklayın. Seçin File>>Projeyi menüden Kaydet. Projeye Flat Plate Boundary Layer adını ver. Ansys Meshing penceresini kapat. Project Schematic'te Mesh'e sağ tıkla ve Update'i seç.
   Ansys Fluent'i Başlatma
7. Fluent'i iki farklı şekilde başlatabilirsiniz, ya Ansys Workbench'teki Project Schematic altında Setup'a çift tıklayarak ya da Ansys 2024 R1 uygulama klasöründeki Fluent 2024 R1'den bağımsız modda. Fluent'i bağımsız modda başlatırsanız ağı okumanız gerekecektir. Bir advantagAnsys Fluent'i bağımsız modda başlatmanın avantajı, tüm çıktıların bulunduğu Çalışma Dizininizin konumunu seçebilmenizdir. files kaydedilecektir, bkz. Şekil 2.6a). Fluent'in Dimension 2D ve Double Precision Çözücüsünü başlatın. Seçenekler altında Double Precision'ı işaretleyin. Çözücü İşlemlerinin sayısını bilgisayar çekirdeklerinin sayısına eşit olarak ayarlayın. Fiziksel çekirdek sayısını kontrol etmek için Görev Yöneticisi'ni açmak üzere Ctrl + Shift + Esc tuşlarına aynı anda basın. Performans sekmesine gidin ve sol sütundan CPU'yu seçin. Sağ alt tarafta fiziksel çekirdek sayısını göreceksiniz. Ansys Student'ın maksimum 4 çözücü işlemiyle sınırlıdır. Görev Yöneticisi penceresini kapatın. Ansys Fluent'i başlatmak için Başlat düğmesine tıklayın. Görünürse Key Behavioral Changes penceresini kapatmak için Tamam'a tıklayın.
   Şekil 2.6a) Kurulumun BaşlatılmasıNeden çift hassasiyet kullanıyoruz?
   Çift hassasiyet, tek hassasiyete göre daha doğru hesaplamalar verecektir.
8. Görev Sayfasındaki Genel Ağ'ın altındaki Ölçek... düğmesini seçerek ağın ölçeğini kontrol edin. Alan Genişliğinin doğru olduğundan emin olun ve Ölçek Ağ penceresini kapatın.
9. Anahat'taki Kurulum altında Modeller ve Viskoz (SST k-omega) üzerine çift tıklayın View. Viskoz Model olarak Laminar'ı seçin. Pencereyi kapatmak için OK'e tıklayın. Anahat'taki Kurulum altında Sınır Koşulları'na çift tıklayın View. Görev Sayfasındaki Bölge altındaki girişe çift tıklayın. Hız Belirtimi Yöntemi olarak Bileşenler'i seçin ve X-Hızı [m/s] değerini 5 olarak ayarlayın.
10. Uygula butonuna ve ardından Kapat butonuna tıklayın.
11. Bölgeler altında ideal_duvar'a çift tıklayın. Belirtilen Kesme'yi Kesme Koşulu olarak işaretleyin ve ideal bir duvar sürtünmesiz olduğundan belirtilen kesme gerilimi için sıfır değerleri tutun. Uygula düğmesine ve ardından Kapat düğmesine tıklayın.
    Neden Viskoz Model olarak Laminar'ı seçtik?
    Seçilen serbest akış hızı 5 m/s için Reynolds sayısı plaka boyunca 500,000'den azdır ve bu nedenle akış laminerdir. Düz bir plaka boyunca türbülanslı akış, Reynolds sayılarının 500,000'in üzerinde olduğu durumlarda meydana gelir.
12. Anahat'taki Çözüm altında Yöntemler'e çift tıklayın View. Basınç için Standart ve Momentum için Birinci Derece Rüzgar Üstü'nü seçin. Anahat'taki Kurulum altında Referans Değerleri'ne çift tıklayın ViewGörev Sayfası'ndaki girişten Hesapla'yı seçin.
    Momentumun Mekansal Ayrıklaştırılmasında Neden Birinci Dereceden Upwind Yöntemini Kullanıyoruz?
    Birinci Dereceden Upwind yöntemi genellikle daha az doğrudur ancak İkinci Dereceden Upwind yönteminden daha iyi yakınsar. Hesaplamaların başında Birinci Dereceden Upwind yöntemiyle başlamak ve İkinci Dereceden Upwind yöntemiyle devam etmek yaygın bir uygulamadır.
13. Anahat'taki Çözüm altında Başlatma'ya çift tıklayın View, Standart Başlatma'yı seçin, girişten Hesapla'yı seçin ve Başlat düğmesine tıklayın.
14. Anahat'taki Çözüm altında Monitörler'e çift tıklayın View. Anahat'taki Monitörler altında Kalan'a çift tıklayın View ve tüm Kalanlar için Mutlak Kriter olarak 1e-9 girin. Pencereyi kapatmak için OK düğmesine tıklayın. Seç File>>Menüden Projeyi Kaydet'i seçin. File>>Dışa Aktar>>Dava… menüden. Davayı Kaydet File Düz Levha Sınır Tabakası adıyla. CAS.h5
    Mutlak Kriteri neden 1e-9 olarak belirledik?
    Genel olarak, mutlak kriter ne kadar düşükse, hesaplama o kadar uzun sürecek ve daha kesin bir çözüm verecektir. Şekil 2.12b'de x-hız ve y-hız denklemlerinin süreklilik denkleminden daha düşük kalıntılara sahip olduğunu görüyoruz. Her üç denklem için kalıntı eğrilerinin eğimleri keskin bir aşağı yönlü eğilimle hemen hemen aynıdır.
15. Çözüm altında Hesaplamayı Çalıştır'a çift tıklayın ve İterasyon Sayısı için 5000 girin. Hesapla düğmesine tıklayın. Hesaplamalar 193 yinelemeden sonra tamamlanacaktır, bkz. Şekil 2.12b). Etkin Pencerenin Ekran Görüntüsünü Panoya Kopyala'ya tıklayın, bkz. Şekil 2.12c). Ölçeklenmiş Artıklar bir Word belgesine yapıştırılabilir.
    Son İşleme
16. Menüde Sonuçlar sekmesini seçin ve Yüzey altında Oluştur>>Çizgi/Eğim… öğesini seçin. x0.2 (m) için 0, x0.2 (m) için 1, y0 (m) için 0 ve y0.02 (m) için 1 m girin. Yeni Yüzey Adı için x=0.2m girin ve Oluştur'a tıklayın. Bu adımı üç kez daha tekrarlayın ve x=0.4m'de 0.04 m uzunluğunda, x=0.6m'de 0.06 m uzunluğunda ve x=0.8m'de 0.08 m uzunluğunda dikey çizgiler oluşturun. Pencereyi kapatın.
17. Anahat'taki Sonuçlar altında Grafikler ve XY Grafiği'ne çift tıklayın View. Seçenekler altında X Eksenindeki Pozisyon'u işaretini kaldırın ve Y Eksenindeki Pozisyon'u işaretleyin. X için Plot Direction'ı 0 ve Y için 1 olarak ayarlayın. Velocity… ve X Eksen Fonksiyonu olarak X Velocity'yi seçin. Surfaces altında x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m ve x=0.8m dört çizgisini seçin.
18. Çözüm XY Çizimi penceresinde Eksenler… düğmesine tıklayın. X Eksenini seçin, Seçenekler altında Otomatik Aralık işaretini kaldırın, Maksimum Aralık için 6 girin, Sayı Biçimi altında Genel Tür'ü seçin ve Hassasiyeti 0 olarak ayarlayın. Uygula düğmesine tıklayın. Y Eksenini seçin, Otomatik Aralık işaretini kaldırın, Maksimum Aralık için 0.01 girin, Sayı Biçimi altında Genel Tür'ü seçin ve Uygula düğmesine tıklayın. Eksenler penceresini kapatın.
19. Çözüm XY Çizimi penceresinde Eğriler… düğmesine tıklayın. Eğri # 0 için Çizgi Stili altında ilk deseni seçin. İşaretçi Stili için hiçbir Sembol seçmeyin ve Uygula düğmesine tıklayın. Sonra, Eğri # 1'i seçin, Çizgi Stili için bir sonraki kullanılabilir Deseni seçin, İşaretçi Stili için hiçbir Sembol seçmeyin ve Uygula düğmesine tıklayın. Bu seçim desenini bir sonraki iki eğri # 2 ve # 3 ile sürdürün. Eğriler – Çözüm XY Çizimi penceresini kapatın. Çözüm XY Çizimi penceresinde Kaydet/Çizim düğmesine tıklayın ve bu pencereyi Kapatın. Etkin Pencerenin Ekran Görüntüsünü Panoya Kopyala'ya tıklayın, bkz. Şekil 2.16c). XY Grafiği bir Word belgesine yapıştırılabilir. Menüde Kullanıcı Tanımlı sekmesini ve Alan Fonksiyonları altında Özel'i seçin. Mesh… ve Y-Koordinatı'nı seçerek açılır menüden belirli bir İşlenen Alan Fonksiyonu seçin. Seç'e tıklayın ve Şekil 2.16f'de gösterildiği gibi tanımı girin. X koordinatını eklemek ve alan fonksiyonunun tanımını tamamlamak için Mesh… ve X Koordinatı'nı seçmeniz gerekir. Yeni Fonksiyon Adı olarak eta girin, Tanımla'ya tıklayın ve pencereyi kapatın. Başka bir özel alan fonksiyonu oluşturmak için bu adımı tekrarlayın. Bu sefer Alan Fonksiyonları olarak Velocity… ve X Velocity'yi seçiyoruz ve Seç'e tıklarız. Tanımı Şekil 2.16g'de gösterildiği gibi tamamlayın ve Yeni Fonksiyon Adı olarak u-divided-by-freestream-velocity girin, Tanımla, bir'e tıklayın ve pencereyi kapatın.
    Neden kendine benzer bir koordinat oluşturduk?
    Görünüşe göre, kendine benzer bir koordinat kullanarak, hız probufilefarklı akış pozisyonlarındaki s, kendi kendine benzer hız pro'sunda çökecektirfile bu, akarsuyun konumundan bağımsızdır.
20. Anahat'taki Sonuçlar altında Grafikler ve XY Grafiği'ne çift tıklayın View. Plot Direction olarak X'i 0 ve Y'yi 1 olarak ayarlayın. X Eksenindeki Konum'u ve Seçenekler altında Y Eksenindeki Konum'u işaretini kaldırın. Y Eksenindeki İşlev için Özel Alan İşlevleri ve eta'yı seçin ve X Eksenindeki İşlev için Özel Alan İşlevleri ve udivided-by-freestream-velocity'yi seçin. file blasius.dat çalışma dizininizde. Bu file Bu kitap için sdcpublications.com adresinden İndirmeler sekmesi altından indirilebilir. Teorik Blasius hız probu üretmek için kullanılabilecek Mathematica kodu için Şekil 2.19'a bakınfile düz bir plaka üzerindeki laminer sınır tabakası akışı için. Bir örnek olarakample, bu ders kitabında çalışma dizini ͥ:\Users\jmatsson'dur. Yükle'ye tıklayın File. Seçme Filetürü: Hepsi Files (*) ve seçin file çalışma dizininizden blasius.dat dosyasını seçin. x=0.2m, x=0.4m, x=0.6m, x=0.8m olmak üzere dört yüzeyi ve yüklenen file Teori.
    Eksenler… düğmesine tıklayın. Eksenler-Çözüm XY Çizimi penceresinde Y Ekseni'ni seçin ve Otomatik. Aralığı'nın işaretini kaldırın. Minimum Aralığı 0 ve Maksimum Aralığı 10 olarak ayarlayın. Sayı Biçimi altında Türü yüzer ve Hassasiyeti 0 olarak ayarlayın. Eksen Başlığını eta olarak girin ve Uygula'ya tıklayın. X Eksenini seçin, Seçenekler altında Otomatik Aralığı'nın işaretini kaldırın, Maksimum Aralık için 1.2 girin, Sayı Biçimi altında yüzer Türü'nü seçin ve Hassasiyeti 1 olarak ayarlayın. Eksen Başlığını u/U olarak girin. Uygula'ya tıklayın ve pencereyi kapatın. Çözüm XY Çizimi penceresinde Eğriler… düğmesine tıklayın. Eğri # 0 için Çizgi Stili altında ilk deseni seçin, Şekil 2.16a'ya bakın). İşaretçi Stili için Sembol yok'u seçin ve Uygula düğmesine tıklayın. Sonra, Eğri # 1'i seçin, Çizgi Stili için bir sonraki kullanılabilir Deseni, İşaretçi Stili için Sembol yok'u seçin ve Uygula düğmesine tıklayın. Bu seçim desenini bir sonraki iki eğri # 2 ve # 3 ile sürdürün. Eğriler – Çözüm XY Çizimi penceresini kapatın. Çözüm XY Çizimi penceresinde Kaydet/Çizim düğmesine tıklayın ve bu pencereyi kapatın.
21. Aktif Pencerenin Ekran Görüntüsünü Panoya Kopyala'ya tıklayın, bkz. Şekil 2.16c). XY Grafiği bir Word belgesine yapıştırılabilir. Menüde Kullanıcı Tanımlı sekmesini ve Özel'i seçin. Mesh… ve X-Koordinatı'nı seçerek açılır menüden belirli bir Operand işlevi seçin. Seç'e tıklayın ve Şekil 2.17e'de gösterildiği gibi tanımı girin. Yeni İşlev Adı olarak rex girin, Tanımla'ya tıklayın ve pencereyi Kapatın. Anahat'ta Sonuçlar altında Grafikler ve XPlotsot'a çift tıklayın ViewÇizim Yönü altında X'i 0'a ve Y'yi 1'e ayarlayın.
22. X Ekseninde Konumlandırma işaretini kaldırın ve Seçenekler altında Y ekseninde Konumlandırma işaretini kaldırın. Y Eksen İşlevi için Duvar Akıları ve Cilt Sürtünme Katsayısı'nı seçin ve XX Eksen İşlevi için Özel Alan İşlevleri ve rex'i seçin. file Çalışma dizininizde “Teorik Cilt Sürtünme Katsayısı”. Yükle'ye tıklayın File. Seçme Filetürü: Hepsi Files (*) ve seçin file “Teorik Cilt Sürtünme Katsayısı”. Yüzeyler altında duvarı ve yüklenen file Cilt Sürtünmesi File Veri. Eksenler… Düğmesine tıklayın. X Eksenini işaretleyin, Seçenekler altında Günlük kutusunu işaretleyin, Eksen Başlığı olarak Re-x girin ve Otomatik seçeneğinin işaretini kaldırın. Seçenek altında Aralık için Minimum'u 100 ve Maksimum'u 1000000 olarak ayarlayın. Sayı Biçimi altında Türü yüzer nokta ve Hassasiyeti 0 olarak ayarlayın ve Uygula'ya tıklayın. Y Eksenini işaretleyin, Seçenekler altında Günlük kutusunu işaretleyin, Etiket olarak Cf-x girin ve Otomatik seçeneğinin işaretini kaldırın. Aralık için Minimum'u 0.001 ve Maksimum'u 0.1 olarak ayarlayın, Türü yüzer nokta, Hassasiyeti 3 olarak ayarlayın ve Uygula'ya tıklayın. Pencereyi kapatın. Çözüm XY Çizimi penceresinde Kaydet/Çizim'e tıklayın. Çözüm XY Çizimi penceresinde Eğriler… düğmesine tıklayın. Eğri # 0 için Çizgi Stili altında ilk deseni seçin. İşaretçi Stili için Sembol yok seçeneğini seçin ve Uygula düğmesine tıklayın. Sonra, Eğri # 1'i seçin, Çizgi Stili için bir sonraki kullanılabilir Deseni seçin, İşaretçi Stili için Sembol yok seçeneğini seçin ve Uygula düğmesine tıklayın. Eğriler – Çözüm XY Çizimi penceresini kapatın. Çözüm XY Çizimi penceresindeki Kaydet/Çizim düğmesine tıklayın ve bu pencereyi kapatın. Etkin Pencerenin Ekran Görüntüsünü Panoya Kopyala'ya tıklayın, bkz. Şekil 2.16c). XY Çizimi bir Word belgesine yapıştırılabilir.
23. Teori
24. Bu bölümde Ansys Fluent hız pro'sunu karşılaştırdıkfileteorik Blasius hız pro ilefile Düz bir plaka üzerinde laminer akış için. Duvar-normal mal koordinatını, pro'nun karşılaştırılması için bir benzerlik koordinatına dönüştürdükfilefarklı akış yönündeki konumlarda. Benzerlik koordinatı, y (m) duvar normal koordinatı olduğunda, aşağıdaki şekilde tanımlanır:
25. Burada y (m) duvar normal koordinatı, U (m/s) serbest akış hızı, x (m) duvarın akış yönündeki kökeninden uzaklık ve ethyl (m2/s) akışkanın kinematik viskozitesidir. U (m/s) serbest akış hızı, x (m) duvarın akış yönündeki kökeninden uzaklık ve m2/s) akışkanın kinematik viskozitesidir.

Ayrıca, u'nun boyutsal hız olduğu boyutsal olmayan akış hızı u/U'yu da kullandık.file.

u/U, Ansys Fluent hız probu için ethyl'e karşı çizildifileBlasius'un teorik progresyonuyla karşılaştırıldığındafile ve hepsi öz-benzerlik tanımına göre aynı eğri üzerinde çöktü.

Blasius sınır tabakası denklemi şu şekilde verilir:

Sınır tabakası kalınlığı, sınır tabakasındaki hızın serbest akış değerinin %99'una ulaştığı noktaya kadar olan mesafe olarak tanımlanır.

Laminer bir sınır tabakası için, sınır tabakası kalınlığının akış yönüne göre x uzaklığı ve Reynolds sayısı ʹ ile değişimi için aşağıdaki teorik ifadeye sahibiz.

• Türbülanslı bir sınır tabakasındaki sınır tabakası kalınlığına karşılık gelen ifade şu şekilde verilir:
• Yerel yüzey sürtünme katsayısı, yerel duvar kayma geriliminin dinamik basınca bölünmesiyle tanımlanır.
• Laminer akış için teorik yerel sürtünme katsayısı aşağıdaki şekilde belirlenir:
• ve türbülanslı akış için şu ilişkiye sahibiz

Referanslar

1. Çengel, YA ve Cimbala JM, Akışkanlar Mekaniğinin Temelleri ve Uygulamaları, 1. Baskı, McGraw-Hill, 2006.
2. Richards, S., Cimbala, JM, Martin, K., ANSYS Workbench Eğitimi – Düz Bir Plaka Üzerindeki Sınır Katmanı, Penn State Üniversitesi, 18 Mayıs 2010 Revizyon.
3. Schlichting, H. ve Gersten, K., Sınır Tabaka Teorisi, 8. Gözden Geçirilmiş ve Genişletilmiş Baskı, Springer, 2001.
4. White, FM, Akışkanlar Mekaniği, 4. Baskı, McGraw-Hill, 1999.

Egzersizler

1. Bu bölümdeki Ansys Fluent simülasyonundan elde edilen sonuçları kullanarak aşağıdaki tabloda gösterildiği gibi akış yönündeki konumlarda sınır tabakası kalınlığını belirleyin. Tablodaki eksik bilgileri doldurun. ܷ, sınır tabakasının duvardan sınır tabakası kalınlığına eşit mesafedeki hızıdır ve U, serbest akış hızıdır.
   

   x (M)	o (mm) Akıcı	o (mm) Teori	Yüzde Farkı	U 8 (e/k)	U (e/k)	v (m2/S)	Re x
   0.2						.0000146
   0.4						.0000146
   0.6						.0000146
   0.8						.0000146

2. Eleman boyutunu ağ için 2 mm olarak değiştirin ve sonuçları bu bölümde kullanılan 1 mm eleman boyutuyla cilt sürtünme katsayısının Reynolds sayısına göre XY Plot'larında karşılaştırın. Sonuçlarınızı teoriyle karşılaştırın.
3. Serbest akış hızını 3 m/s'ye değiştirin ve hız pro'sunu içeren bir XY Grafiği oluşturunfilex = 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 ve 0.9 m'de s. Kendine benzer hız pro ile başka bir XY Grafiği oluşturunfileBu düşük serbest akış hızı için s'yi kullanın ve cilt sürtünme katsayısının Reynolds sayısına göre bir XY Grafiği oluşturun.
4. Aşağıdaki tabloda gösterildiği gibi akış yönündeki konumlarda sınır tabakası kalınlığını belirlemek için Alıştırma 2.3'teki Ansys Fluent simülasyonundan elde edilen sonuçları kullanın. Tablodaki eksik bilgileri doldurun. Sınır tabakasının duvardan uzaklıktaki hızı, sınır tabakası kalınlığına eşit midir ve U serbest akış hızıdır.
   

   x (M)	o (mm) Akıcı	o (mm) Teori	Yüzde Farkı	U 8 (e/k)	U (e/k)	v (m2/S)	Re x
   0.1						.0000146
   0.2						.0000146
   0.5						.0000146
   0.7						.0000146
   0.9						.0000146

Tablo 2.2 Fluent ve sınır tabakası kalınlığı teorisi arasındaki karşılaştırma
Serbest akış hızını aşağıdaki tabloda listelenen değere değiştirin ve hız pro'sunu içeren bir XY Grafiği oluşturunfilex = 0.2, 0.4, 0.6 ve 0.8 m'de s. Kendine benzer hız pro ile başka bir XY Grafiği oluşturunfileSerbest akış hızınız için s'yi kullanın ve cilt sürtünme katsayısının Reynolds sayısına göre bir XY Grafiği oluşturun.

Öğrenci	X-Hızı U (e/k)	Maksimum Menzil (e/k) için X Hız Komplo
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 İndir: Ansys 2024 Fluent Fluid Simülasyon Yazılımı Kullanıcı Kılavuzu

Referanslar

• Kullanıcı Kılavuzu