Подгонка моделирования под эксперимент

[konstantinm 0]

Здравствуйте.

Скажите, пожалуйста, кто-нибудь знает какими параметрами, входящими в модель турбулентности k-e или другие, можно поиграться, чтобы подогнать результат моделирования к результатам эксперимента?

[Bonusfrag 104]

а есть 100% уверенность, что других проблем нет?

Хоть бы какой-то семпл с эксперимента и с расчета, чтоб понять,насколько сильная разница...

просто вопрос уж больно похож на вопросы вида: "помогите разогнать видеокарту - не тянет ни одну игру", а решением подобного рода вопросов является чистка от вирусов или установка драйверов на ВК...

сильно повлиять параметрами k-e сложно.... исключние только одно - абсолютное отсутствие представления об потоке в эксперименте....

м.б. у вас какое-нибудь прилипание на стенке не включено...?

[konstantinm 0]

В принципе вот <noindex>здесь</noindex> я описывал свою задачку. У меня имеется три различные конструкции выхлопного патрубка. Для одной из конструкций есть эксперимент. Результаты моего расчета не коррелируют с экспериментом. Вот некоторые проблемы:

Периферийная струя:

Судя по статьям, задание высокоскоростной струи (число Маха примерно 1,5) на периферии должно приводить к ухудшению работы патрубка; я провел два расчета: расчет без этой струи (равномерный вход потока в патрубок, получил перепад давлений на патрубок 0,5кПа) и расчет с учетом этой струи (перепад давлений на патрубок 0,4кПа); т.е. получил, что эта струя положительно повлияла на работу патрубка (чего быть не должно, так как она является источником образования вихрей, которые уменьшают проходное активное сечение патрубка и, следовательно, перепад должен увеличиваться).

Закрутка потока:

Если задать одинаковую скорость на входе в патрубок под прямым углом имеем одну картину течения и перепад на патрубок примерно 0,5 кПа; задаю различные скорости пара по высоте на входе (реальное распределение параметров по результатам эксперимента), задаю углы входа (т.е. не под прямым углом) и в результате получаю неизменную картину течения + неизменные перепад давлений, хотя опять же судя по статьям, и картина течения должна поменяться, и работа патрубка должна улучшиться (т.е. уменьшиться перепад давлений).

Распределение скоростей на входе:

Судя по хэлпу, при решении задач со сжимаемыми жидкостями, необходимо использовать MassFlowInlet, т.е. в качестве исходных данных задавать распределение расходов, а не скоростей пара. У меня есть распределение давлений на входе, следовательно есть плотности, есть величина площади и есть распределение скоростей; из этого набора данных я получаю распределение расходов (по уравнению неразрывности) и это распределение расходов задаю на входе в патрубок; в результате расчета я смотрю как распределяются скорости во входном сечении - они абсолютно не совпадают с распределением скоростей по результатам эксперимента.

Вот примерное так.

[Bonusfrag 104]

Жестко)

Моей квалификации для ответа недостаточно - с турбинами никогда не связывался.

Единственное, что зацепило - выделил жирным?

Распределение скоростей на входе:

Судя по хэлпу, при решении задач со сжимаемыми жидкостями, необходимо использовать MassFlowInlet, т.е. в качестве исходных данных задавать распределение расходов, а не скоростей пара. У меня есть распределение давлений на входе, следовательно есть плотности, есть величина площади и есть распределение скоростей; из этого набора данных я получаю распределение расходов (по уравнению неразрывности) и это распределение расходов задаю на входе в патрубок; в результате расчета я смотрю как распределяются скорости во входном сечении - они абсолютно не совпадают с распределением скоростей по результатам эксперимента.

скорости во входном сечении... по идее они там должны встать и никак не меняться. + должны определяться только граничными условиями.

могу рекомендовать только поставить входное распределение как в эксперименте.

по вашим словам получается: беру экспериментальные данные, пересчитываю в нужную величину, втыкаю в программу, смотрю, как она пересчитает обратно (причем делает это она до первой итерации), сравниваю - получаю огромную разницу. Вывод однозначный - не так пересчитываете или не то втыкаете. Поэтому пробуйте не пересчитывать, задать как есть. и потом - скорость (по идее) задается не сама по себе, а как раз с давлением и температурой, а у вас, как я понимаю, эти данные есть. Так что именно так и стоит поступить.

Возможно, после решения вопроса с некорректным граничным (т.е. определяющим) условием и все остальные проблемы будут решены. и решать стоит именно в таком порядке: сначала разобраться с п.3.

[a_schelyaev 366]

Ребята из Сигма Технологии гоняли разные CFD коды на разных типах лопаточных машин. Смотрели кто из кодов где больше врет и т.п.

В итоге пришли к возможности крутить параметры модели турбулентности, чтобы все типы устройств решались корректно.

Конечно же желательно понимать что крутишь, чтобы физику математикой не подменять.

[konstantinm 0]

...

В итоге пришли к возможности крутить параметры модели турбулентности, чтобы все типы устройств решались корректно...

Так а что крутить-то?

могу рекомендовать только поставить входное распределение как в эксперименте.

Ставлю распределение скоростей как в статье. В результате смотрю на картинку после первой итерации - распределение именно такое как я и задавал. Но при задании скоростей, а не расходов, задачка не сходится; сходимости никакая, я бы сказал расходимость.

по вашим словам получается: беру экспериментальные данные, пересчитываю в нужную величину, втыкаю в программу, смотрю, как она пересчитает обратно (причем делает это она до первой итерации), сравниваю - получаю огромную разницу.

Именно так.

скорость (по идее) задается не сама по себе, а как раз с давлением и температурой, а у вас, как я понимаю, эти данные есть. Так что именно так и стоит поступить.

Мне кажется, что я могу задать только какую-то одну величину: либо расход, либо скорость. Если кто работает в STAR-CCM+ скажет, что это не так, тогда покажите как это делается (задать распределение и давлений и скоростей), буду очень признателен.

[Bonusfrag 104]

Мне кажется, что я могу задать только какую-то одну величину: либо расход, либо скорость. Если кто работает в STAR-CCM+ скажет, что это не так, тогда покажите как это делается (задать распределение и давлений и скоростей), буду очень признателен.

в SW FlowSimulation при задании входящего потока тоже можно задать либо скорость, либо расход, но оба распределения требуют указания приблизительного граничного давления и точной температуры. Т.е. по этим параметрам в т.ч. будет пересчитано распределение давления для данного набора данных.

Посему при указании распределения скоростей как граничного условия на первой итерации надо проверить распределение давления. скорость-то, понятное дело, будет такая, как задавали.

Ставлю распределение скоростей как в статье. В результате смотрю на картинку после первой итерации - распределение именно такое как я и задавал. Но при задании скоростей, а не расходов, задачка не сходится; сходимости никакая, я бы сказал расходимость.

ну м.б. сеточку помельче? М.б. начальные (не граничные) условия стоит сменить? - но всё это после подгона граничного условия на входе.

и еще: а на выходе что задано?

и если не трудно- на пальцах (в paint) схемку чего у вас куда дует и куда улетает. м.б. я пойму чуть больше... картинки из той темы мне ни о чем не говорят.

upd: хотя... поток после турбины входит в кольцо и по разделенным каналам выходит вниз - так?

[Bonusfrag 104]

в мануале по SW FS сказано примерно так: если поток где-то ниже переходит М=1 (полностью через всё сечение), то необходимо использовать mass flow rate или распределение давления, иначе будет расходимость.

если у вас такая ситуация, то значит вам нужно прислушаться и использовать. М.б. стоит поставить распределение давления - оно у вас известно, а не массовый расход. И уже на первой итерации посмотреть профиль скоростей, оценить разницу. Хотя у вас закрутка - её небось давлением не задать...(?)

Мне кажется, что я могу задать только какую-то одну величину: либо расход, либо скорость.

сейчас попробовал создать расход - а он требует задания скорости при указании расхода:

1)указывается нормальный (к поверхности) массовый расход (возможно задать распределение)

2)указывается угловая скорость потока (рад/с)

3)указывается нормальная компонента скорости (возможно задать распределение)

4)+Р,Т

5)+к,е

и всё это есть одно граничное условие mass flow

думаю, именно такое вам надо и в таком серьёзном пакете оно наверняка есть (м.б. в еще более сложном виде)

[konstantinm 0]

и еще: а на выходе что задано?

На выходе задано давление.

и если не трудно- на пальцах (в paint) схемку чего у вас куда дует и куда улетает. м.б. я пойму чуть больше... картинки из той темы мне ни о чем не говорят.

Нарисовал.

[a_schelyaev 366]

в SW FlowSimulation при задании входящего потока тоже можно задать либо скорость, либо расход, но оба распределения требуют указания приблизительного граничного давления и точной температуры. Т.е. по этим параметрам в т.ч. будет пересчитано распределение давления для данного набора данных.

Посему при указании распределения скоростей как граничного условия на первой итерации надо проверить распределение давления. скорость-то, понятное дело, будет такая, как задавали.

Чудеса да и только.

Скорость обычно задают там, где плотность константа. Если плотность по закону идеального газа, то задают расход или давление. В случае, когда задают давление внутри программы оно по любому пересчитывается на расход. Поэтому по барабану.

Далее. Приблизительное давление не задают. Нужно задать точное давление, т.к. по его величине и температуре будет вычислена плотность в уравнении состояния идеального газа.

[konstantinm 0]

в мануале по SW FS сказано примерно так: если поток где-то ниже переходит М=1 (полностью через всё сечение), то необходимо использовать mass flow rate или распределение давления, иначе будет расходимость. если у вас такая ситуация, то значит вам нужно прислушаться и использовать.

Не совсем понял, что значит

если поток где-то ниже переходит М=1 (полностью через всё сечение)

М.б. стоит поставить распределение давления - оно у вас известно, а не массовый расход. И уже на первой итерации посмотреть профиль скоростей, оценить разницу. Хотя у вас закрутка - её небось давлением не задать...(?)

Распределение давлений поставить не могу (см. картинку в этом посте). Закрутку с помощью давления не получится задать.

[Bonusfrag 104]

Чудеса да и только.

Скорость обычно задают там, где плотность константа. Если плотность по закону идеального газа, то задают расход или давление. В случае, когда задают давление внутри программы оно по любому пересчитывается на расход. Поэтому по барабану.

Далее. Приблизительное давление не задают. Нужно задать точное давление, т.к. по его величине и температуре будет вычислена плотность в уравнении состояния идеального газа.

в общем, где-то я возможно неверно выразился, но вот по последнему предложению в мануале так:

The Approximate Pressure together with Temperature is used to estimate inlet Mach number, unless you specify Mach number exactly.

далее если М>1, то P используется как точное,-> далее, видимо, и определяется плотность.

если M<1, то P используется как начальное условие.

это для случаев "mass flow rate, velocity, Mach number, volume flow rate"

а для задания непосредственно давления - есс-но там оно точное д.б.

to konstantinm

если поток где-то ниже переходит М=1 (полностью через всё сечение) - = сопло, или наоборот - запирание канала. у вас сверхзвуковая струя, она по идее далее переходит в дозвуковую судя по нагрузке, т.е. должны быть зоны перехода, причем скорее всего поверхность М=1 пересекает все линии тока.

я выше обновил пост - посмотрите про массовый расход...

иллюстрация к тому описанию:

[_serge 24]

чтобы подогнать результат моделирования к результатам эксперимента

А зачем это?

Прежде чем модель изменять может исследовать задачу на сеточную сходимость с разными моделями турбулентности.

Во Fluent.

[BigBrother 1]

Не совсем в тему, но материалы интересные

PPT12252.zip