Dandy

Моделирование гребного винта в FV

90 posts in this topic

ID: 1   Posted (edited)

Всем доброго времени суток !

Пытаюсь смоделировать работу гребного винта, помещенного в водную среду. Столкнулся со следующей проблемой: при скорости 1000 оборотов в минуту вектора скоростей направлены к лопостям винта, а не от них, как должно по-моему быть. Промоделировал 90 секунд вращения (картинка распределения скоростей представлена ниже):

<noindex>Изображение</noindex>

Получается тяги нет :( Какая-то нереальная картина. Помогите разобраться плиз.

Прилагаю расчетный файлик <noindex>PropellerScrew</noindex>

Заранее спасибо.

Edited by Dandy

Share this post


Link to post
Share on other sites


Народ !!! Неужели никто не сталкивался с подобным родом задач ?! :blink:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Отредактировал немного первоначальное сообщение.

:helpsmilie: :helpsmilie: :helpsmilie: :helpsmilie: :helpsmilie: :helpsmilie: :helpsmilie:

:wallbash: :wallbash: :wallbash:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Можно конечно же палец послюнявить и в коридор высунуть.

Может быть для начала описать постановку, указать граничные условия и критерии сходимости?

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 5   Posted (edited)

Можно конечно же палец послюнявить и в коридор высунуть.

Может быть для начала описать постановку, указать граничные условия и критерии сходимости?

Требуется получить картину распределения скоростей, возникающих в водной среде после 90 секунд вращения винта. Гребной винт вращается со скоростью 1000 об/мин. На поверхности винта и конуса г.у. "стенка", на всех гранях расчетной области открытый контур (нулевое давление).

При такой постановке задачи получаю "нереальное" распределение скоростей, которое указывает на отсутствие тяги винта. Подскажите, в чем ошибка? :helpsmilie:

Edited by Dandy

Share this post


Link to post
Share on other sites

А как моделируется работа винта?

Share this post


Link to post
Share on other sites

А как моделируется работа винта?

Винт вставляю в модель через фильтр подвижного тела. Во вкладке "вращение" задаю угловую скорость.

И еще.....в задаче у меня две подобласти: обасть воды (параллелепипед) и конус. Область "конус" оставляю нерасчетной, мне просто надо чтобы он выполнял функцию стенки.

<noindex>Изображение</noindex>

Share this post


Link to post
Share on other sites

Тога остается последний подозреваемый - шаг интегрирования.

Он должен быть задан таким образом, чтобы винт на каждой итерации шел из ячейки в ячейку, а не перескакаивать.

На максимальном радиусе винта, естественно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Тога остается последний подозреваемый - шаг интегрирования.

Он должен быть задан таким образом, чтобы винт на каждой итерации шел из ячейки в ячейку, а не перескакаивать.

На максимальном радиусе винта, естественно.

А разве картина скоростей может не соответствовать реальности, если винт "перескакивает" элементы? .....

Вообщем поставил я такой шаг интегрирования, чтобы в каждый следующий момент времени винт оказывался в соседней ячейке. Ничего не изменилось :unsure: Получается какой то круговорот воды (перемешивание), а не появление тяги (насколько я понимаю поле скоростей должно быть направлено по оси винта). И еще, когда вывожу компоненты скорости, то Х и У скорость получаются на четыре порядка выше чем Z скорость :blink: Винт у меня вращается в плоскости ХУ (задаю Wz).

P.S. Модель жидкости - ламинарная жидкость. Может в этом проблема?

Share this post


Link to post
Share on other sites

На каждой итерации подвижное тело:

1) вынимается из области;

2) меняет положение;

3) вставляется обратно.

Если тело убежит далеко от своего первоначального представления, то результат будет нефизичный.

Поэтому на каждом шаге необходимо тело перемещать по ячейкам.

Далее, нужно вывести Характеристику (переменная давление) по супергруппе по стенке винта и сохранять ее в файл.

Файл периодически поглядывать на предмет того, вышло ли решение на установившийся режим или нет.

Но вообще, эту задачку можно решать без подвижного тела с помощью вращения подобласти.

Тогда можно будет и шаг интегрирования задавать побольше. Только в этом случае необходимо внешние стенки области сделать телом вращения.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вообщем все перепроверил, эсперементировал со скоростями, но всеравно картина нереальная. До 60 секунд вроде все идет нормально, вектора скорости направлены по оси, относительно которой задается угловая скорость. Но ориентировочно после 60 секунд вектора скорости обращаются к винту, что уж совсем нереально :unsure: В чем может быть проблема? :wallbash:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Сохрани свой проект Сохранить как... но только все галочки сними при сохранении.

И выкладывай.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Сохрани свой проект Сохранить как... но только все галочки сними при сохранении.

И выкладывай.

Выкладываю модкль со скоростью вращения винта 600 об/мин. Очень надеюсь на вашу помощь :helpsmilie:PropellerScrew.rar

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 14   Posted (edited)

Проблема осталось нерешенной, но появился еще один вопрос. Как определить тягу винта?

Насколько я знаю тяга T=(dm/dt)V. Может быть данную характеристику можно извлечь программно?

Edited by Dandy

Share this post


Link to post
Share on other sites

1. Решай без подвижного тела и будет тебе счастье.

2. Силу на ГУ можно собрать построив слой Характеристика по Давлению по Супергруппе на данном ГУ.

Share this post


Link to post
Share on other sites

...

2. Силу на ГУ можно собрать построив слой Характеристика по Давлению по Супергруппе на данном ГУ.

Не подскажете, что означают некоторые параметры в файле *.glo:

1. Поток массы

2. ИнтегралX, Y,Z

3. Интеграл

4. <f> по площади

5. СилаСТрениемX, У, Z - это составляющие сил, действуюшие на поверхности?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вроде разобрался ... хелп просто вначале досконально не изучил :doh:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Здрасте, люди добрые!

У меня задача про винт воздушный, 2-лопастной. В подобласти заданы периодические ГУ и ее вращение. Хотелось промоделировать половину (сектор 180 град), но не удается связать в полную геометрию, хотя для сектора 120 град получается (3 лопасти). В чем причина?

1.rar

Share this post


Link to post
Share on other sites

Периодических условий должно быть два, а не одно.

Вы спросите зачем? Чтобы их связать.

:)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Периодических условий должно быть два, а не одно.

Вы спросите зачем? Чтобы их связать.

:)

Да вроде как два)), расставлены они на диаметрально противоположных фасетках. Для этого стенку даже искривил, иначе не группируется поровну. Хочу обратить внимание - для сопряжения 3-х третей аналогичное получается. Может геометрию подобласти задать по-другому?

fvt.rar

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я прошу прощения.

В свойствах связки у вас очень странная связь задана вручную.

Выберите с двух сторон любые два узла, которые должны совпадать.

Мысленно прокрутите одну поверхность по окружности вокруг оси вращения до другой поверхности и все поймете.

:)

Share this post


Link to post
Share on other sites

В свойствах связки у вас очень странная связь задана вручную.

Выберите с двух сторон любые два узла, которые должны совпадать.

Мысленно прокрутите одну поверхность по окружности вокруг оси вращения до другой поверхности и все поймете.

:)

да я уж пробовал, но ни одна из связок не дает проекции через поворот на 180 град вокруг оси, кажущееся совпадение похоже получено сдвигом или отражением; впрочем ладно, я сдаюсь) сделаю целиком

Share this post


Link to post
Share on other sites

У меня все считает нормально.

Чтобы убедить в принципиальной правильности связки нужно задать винт и тогда скосы от него отчетливо покажут как работает сопряжение.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Простите за серость и , возможно, дилетантский вопрос, можно ли и какой программой рассчитывать кавитацию, на том же гребном винте, или просто в струе?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну пробегитесь по спецификации CFD кодов, найдите слово кавитация.

Потом берете документацию и смотрите что за модель конкретно.

Вроде везде сейчас рулит модель Релея-Плессета. ВО всяком случае каждый считает если не долгом, то уж обязанностью ее реализовать.

В FlowVision будут реализованы фазовые переходы для жидкости в следующем году (если мне склероз не изменяет) по заказу атомщиков.

Share this post


Link to post
Share on other sites

А почему подобного рода задачи с подвижным телом не решаются, а с вращением подобласти (как ротор/статор) решаются? Вроде уравнения подключаются одни и те же

Share this post


Link to post
Share on other sites

1. Подскажите пожалуйста, как в данной задаче "снять" величину скорости нагнетаемого потока и силу тяги? По скорости график конечно можно построить, а силу? 

2. Если построить "характеристики давление" на ГУ самого винта, то "сила с трением по оси" это и будет сила тяги?

3. Вообще для расчета гребного винта его нужно помещать в "бесконечный" параллелепипед с водой или же в узкую трубу с цилиндрической стенкой?

Share this post


Link to post
Share on other sites

А почему подобного рода задачи с подвижным телом не решаются, а с вращением подобласти (как ротор/статор) решаются? Вроде уравнения подключаются одни и те же

 

не "не решаются", а "не рекомендуется" так решать. Не рекомендуется, потому, что при подвижном теле каждый шаг надо перестраивать сетку. это увеличение времени счета в 2 раза. (м.б. больше или меньше, но это 100% дольше).

 

Т.е. надо - вам целиком корабль с винтом - чтоб плыл от работы винта - тут уже вращение подобласти не пойдет. Если только через связку ГУ.... и то этого вроде пока нет...

 

1. Подскажите пожалуйста, как в данной задаче "снять" величину скорости нагнетаемого потока и силу тяги? По скорости график конечно можно построить, а силу? 

2. Если построить "характеристики давление" на ГУ самого винта, то "сила с трением по оси" это и будет сила тяги?

3. Вообще для расчета гребного винта его нужно помещать в "бесконечный" параллелепипед с водой или же в узкую трубу с цилиндрической стенкой?

1) Сила строится как характеристика по поверхности - Fжидк

2) как называется в FV2 - не знаю. Для давления - интеграл - это просто тяга, Fжидк - тяга минус трение.

3) от вашей задачи зависит. если стенок в реале нет, то надо отодвигать ГУ. классика - область в ~ 10 диаметров. Поэтому нужно использовать адаптацию сетки. Хотя тут могу путать.... для гидро-задачи м.б. и поменьше можно...

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 29   Posted (edited)

Боже же ты наш, какие глупые вопросы и такие же глупые советы. Такой продукт великолепный 2.5.4. и так бездарно им пользоваться, Господа .... - уметь наверное надо умудряться так.

Если Вы хотите, чтобы Ваши винты и вектора скорости были едины и в математике, и в визуализации, тогда забудьте про Адаптацию. Если же Вы хотите правильный результат математического расчета, тогда можете использовать Адаптацию граничного условия, но тогда Вы не получите правильные вектора скорости, хотя визуализация физического процесса будет верной, т.е. физичной. 

FV 2.5.4 как таблица умножения и ее всю надо знать... Мало этого, тогда добавлю: эта версия самодостаточная и если правильно рассчитывать момент инерции масс и не пользоваться Адаптацией, тогда Вам откроются такие возможности, про которые и разработчик так и не узнал...

Например: пример я уже "здесь" выкладывал, как подвижные тела - фильтры становятся твердыми телами и умеют взаимодействовать соответственно своим массам и моментам инерции: и на гончих псах и на акульей пасти с яйцами.

Если Вы сами не захотите овладеть FV 2.5.4 и у Вас нет физичного зрения, тогда здесь Вам не помогут. 

 

Адаптация.png

 

Особо обращаю внимание на физичность кильватерного следа Ваших плав средств. Только в FV можно получить достоверный результат или физичный до костей скелета. Учите таблицу умножения для FV.

Edited by Кровососс

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 30   Posted (edited)

Покажу на примере, как это просто и как легко, и без искажений векторов. И теплоход и винт - подвижные тела.

 

11.png

22.png

 

Пущай считает, пока вино домашнее еще имеется на столе.:5a33a36b9803c_3DSmiles(266):

20181201_121037.jpg

Edited by Кровососс

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 31   Posted (edited)

Сутки, как секунда пролетели, но ... бесконечны. Будем последовательны и чтобы не говорили про встречные вектора и 90 сек. в пространстве, а так же про изъятии и вставке винта в расчетное поле по каждой клетке смещения, сделаем предварительный тест винта, который и закрепим к теплоходу на грубой расчетной сетке на прыжке через сотни клеток в пространстве: изъятие - вставка:beach:.

Начало индикации:

 

1.png

2.png

Edited by Кровососс

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 32   Posted (edited)

Мне нравятся вектора винта, а Вам..... Мне хватило 5 сек.

 

22.png

222.png

 

Проверим винт в кольцевой насадке и тоже 5 сек.

 

1.png

Edited by Кровососс

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 33   Posted (edited)

Видно, поток более концентрированный и за те же 5 сек. на шакале времени. Винт и кольцо - подвижные тела (вставной фильтр).

 

давление.png

диссипация.png

энергия.png

мод скорости.png

 

444.png

 

44.png

 

44.png

 

Глюк на сервере: не удаляется лишний снимок. Простите.

Edited by Кровососс

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 34   Posted (edited)

Закрепление подготовительного материала для теплохода: Чтобы оно ушло, не забываем назначить значение массы и моменты инерции, и центр инерции по надобности. На анимации начало без массы, а уход с массой оставленных инерционных проблем....

 

999.gif

Из таблицы умножения FV 2.5.4 для свободной поверхности:

если у Вас не идет правильное решение с векторами и т.д. в модели свободной поверхности, сделайте одно решение в модели несжимаемой или слабо сжимаемой жидкости и повторите решение в модели со свободной поверхностью. Поверьте, поможет!!!!!!! Ёмае - свободное плавание.

Edited by Кровососс

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вспышки - скорость и заливка - мод скорости.

вспышки.png

мод скорости.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 36   Posted (edited)

Вывод: я не знаю, как это исправить и возможно Александр и Модератор помогут это сделать, но причина конечно же не в самой Адаптации, а в количестве ячеек, которое позволяет производить расчеты в модели свободной поверхности с одним или несколькими подвижными телами. Примерно до 16000 - 20000 расчет верен, а потом бардак. При этом, это не демо версия и ограничения отсутствуют. Кол-во расчетных ячеек, для точного расчета, плавает и зависит от кол-ва подвижных тел.

Как это работает: с увеличением числа расчетный ячеек появляется и постепенно приближается, с увеличением ячеек, к выходу винта как-бы пробка из встречных току векторов и при определенном числе ячеек закрывает выход от винта совсем, хотя вход продолжает работать исправно и в винт заходит засасывающийся поток.

Edited by Кровососс

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 37   Posted (edited)

Пример неправильного расчета при числе расчетных ячеек чуть более 16000. Практически, расчет остановился и колышется, как камыш над болотом. Завтра попробую в программе FV 2.5.4 от другого источника.

 

Пробка.png

пробка смещенная.png

Edited by Кровососс

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 38   Posted (edited)

Вот так арбайтер неправильный расчет с "завышенным" числом расчетных ячеек при вставке подвижных тел - насадка кольцо и гребной винт. Не лечится в постановке задачи - (не утверждаю окончательно) но...., предупрежден - значит вооружен. Пользуйтесь.

 

999.gif

Edited by Кровососс

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вы бы лучше вместо этого перфоманса рассказали про домашнее вино.

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 часа назад, a_schelyaev сказал:

Вы бы лучше вместо этого перфоманса рассказали про домашнее вино.

Александр, лучше сразу закажите ТК Компанией и пейте вместо чая бесплатно. 

Состав вина: дикие ягоды красной и черной смородины, брусники и голубики + молодые корни розовой радиолы. Все за Полярным кругом.  На 5 литров отжатого сока, после брожения ягоды в течении 10 суток, разбавляем 1 к одному с родниковой водой. Оставляем на месяц, пока не встанет процесс брожения и добавляем молотую родиолу + молотую медвежью желчь. Оставляем до Нового года и начинаем систематическое лечение всего что и о чем болит, снимая пробы из разных партий до.

Перфомансы закончатся на теплоходе, если позволите и с правильным решением, и с большим кол-вом расчетных кубиков по свободной поверхности и на дне. Как - то не так, если все сразу и коротко. Пущай пользуются, кому не далось оно, но сидят с напряжением.

 

 

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!


Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.


Sign In Now

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.