Перейти к публикации

расчет сопла Лаваля


Рекомендованные сообщения

Здравствуйте.

При расчете солпа Лаваля столкнулась со следующей проблемой.

Была посчитана задача сверхзвукового истечения газа из сопла Лаваля. Параметры газа на входе давление 20атм, температура 590К. Давление фоновое 10^(-3)ммрт ст. на выходе необходимо получить значение числа маха =2.

граничные условия:

На левой стороне расчетной области задавалось граничное условие вход со скоростью набегающего потока, определенной давлением Pin =2000000 Па ,температурой Tin =590 К.

На верхней стороне установлено граничное условие стенка. Температура определяется нулевым градиентом, скорость условием прилипания.

На боковых сторонах расчетной области задавалось условие симметрии. Скорость определялась условием проскальзывания, температура- нулевым градиентом.

На правой стороне установлено граничное условие свободный выход. Температура была задана значением, 0 К. На скорость накладывалось условие-сверхзвуковой выход.

Задача рассматривалась в двумерной осесимметричной постановке, без учета турбулентности.Сетка 100 на 35, без адаптации.

Данный проект прилагаю с названием<noindex> сопло</noindex>. И <noindex>отчет</noindex> по нему небольшой.

Затем была поставлена похожая задача, где условие выхода ставилось уже не на сопло, а на сферическую поверхность. Хотелось посмотреть чем будут отличаться результаты, однако при тех же настройках данная задача у меня разваливается. Проект прилагаю с названием <noindex>сопло_сфера</noindex>.

Быть может кто-нибудь подскажет в чем может быть причина или как бороться с данной проблемой?

Мое предположение таково. Я ввожу два типа начальных условий,которые разграничиваются в критическом сечении, чтобы сначала на выходе можно было задать небольшое давление, поскольку,при вводе сразу высокого давления задача разваливалась. Ощущение у меня, что в случае со сферой трапеция, которая как раз таки была внедрена для ввода этих условий установлена не совсем четко чтоли..или её надо как-то спецефически туда было экспортировать. Однако,с другой стороны, рассмотрев внимательно геометрию, мне все же кажется, что трапеция стоит нужным образом. Очень жду чьего-нибудь комментария. =)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


Ты все верно мыслишь. Вне зависимости от версии или программы, задавать сразу высокое давление плохо. Делай либо функцию роста с выходом на расчетное, либо пересчитывай в массовую скорость и задавай ей. В подробности не вдавался.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Мы обычно делаем так - задаем давление в камере на ГУ.

Задаем НУ с тем же давлением в объеме, который простирается до критического сечения.

И т.о. сразу начинаем решать истечение потока из критики и изменение условий до критики.

Обычно работает.

Потом уже можно подобрать под этот режим течения расход и последующие задачи, где варьируются внешние условия гонять уже так.

Если задавать не сопло целиком, а, например, плоский участок, на котором и задать распределение всех переменных по всем уравнениям (скорость, давление, температура, турбулентность), то есть вероятность, что шаг интегрирования просядет на один порядок.

Причина - есть граница на поверхности, где в одном месте стоит распределение из сопла, а в соседней ячейке уже стенка. Это переходное место является особой точкой и из-за него решалка может и просесть.

Выход: или это место проадаптировать локально, чтобы градиент по сетке размазать, или задать распределение в этом месте более монотонное.

И не забывайте, что работать нужно в версии как можно более свежей.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

сопло_сфера_17.rarЗдравствуйте, спасибо огромное за ответ!

Сделала адаптацию на стенке. задала НУ в пространстве с большим давлением( 1000000Па), сначала решение было вполне адекватным..невязки в -7 степени, число Маха на выходе 1,5..так было где-то на 1000 шагов, затем оставила решалку на ночь, встала с утра..а там все развалилось((((.

Проект с результатами прилагаю.

правильно ли я делаю, что ставлю условие симметрия на гранях сектора? просто в СFX задается в таком случае условие периодичности, насколько я помню. В документации не нашла описания граничных условий.

Мы обычно делаем так - задаем давление в камере на ГУ.

Задаем НУ с тем же давлением в объеме, который простирается до критического сечения.

И т.о. сразу начинаем решать истечение потока из критики и изменение условий до критики.

Обычно работает.

Потом уже можно подобрать под этот режим течения расход и последующие задачи, где варьируются внешние условия гонять уже так.

Если задавать не сопло целиком, а, например, плоский участок, на котором и задать распределение всех переменных по всем уравнениям (скорость, давление, температура, турбулентность), то есть вероятность, что шаг интегрирования просядет на один порядок.

Причина - есть граница на поверхности, где в одном месте стоит распределение из сопла, а в соседней ячейке уже стенка. Это переходное место является особой точкой и из-за него решалка может и просесть.

Выход: или это место проадаптировать локально, чтобы градиент по сетке размазать, или задать распределение в этом месте более монотонное.

И не забывайте, что работать нужно в версии как можно более свежей.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Я в постановке кое что поправил.

1. Убрал адаптацию.

2. Поигрался сеткой начального уровня, чтобы сделать неравномерную сетку - сгустить в районе сопла и струи. Сделал поперек одну ячейку.

3. Задал еще парочку областей для адаптации - не только в боксе, но еще в конфузорной части и цилиндрической.

4. В ограничителях для скорости убавил диапазон.

5. Вместо физического шага задал число Куранта=1. Добавил ограничитель по шагу интегрирования 1e-8, а потом ограничитель снял, чтобы шел по явному шагу расчет.

6. Можно еще задать на границе Всободного выхода подусловие для Скорости - Сверхзвуковой выход. Т.к. слишком выход близко от сопла задан... уже стоит. :)

Запустил у себя на предрелизной версии. Поглядим что да как.

Если упадет после 1000 итерации, то одам разработчикам.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Запустил у себя на предрелизной версии.

это которая пре.8.2?

не ожидал, что в архиве файл к FV3...

просто у меня мое сопло еще пока не пересчитано,

которое тоже валилось раньше - и от развала я ушел через расчет на шаге ~0.5 CFL или меньше.

еще поступали рекомендации - отключать турбулентность, но пока не пробовал.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

1500 итераций, полет нормальный.

Шаг интегрировани 3e-7

Турбелентности тут нет.

Порядок первый.

В задаче заданы опорные характеристики атмосферы близкие к вакууму.

Для меня это экзотический ход, т.к. я обычно подбираю опорыне величины ближе к рабочим..

Сейчас переключю на второй порядок.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Здравствуйте!

Спасибо, что не забываете))).

1)Версия 3.08.01, насколько я понимаю это самая свежая из всех, что сейчас доступны.

2) Переделала проект, следуя вашим советам.

Измельчила сетку в сопле и в области струи. Единственное я не очень понимаю, из-за того, что ячейки должны быть квадратными пришлось ещё измельчить сетку по оси х над соплом( то есть в левом углу) . Но там мне в принципе не нужна такая мелкая сетка, можно ли как-нибудь этого не делать и при это заполучить неструктурированную сетку с квадратными ячейками?

Адаптация у меня и была на всей стенке сопла, поэтому я её оставила..

Задала число CFL =1. Ограничила шаг интегрирования до 1e-8.

На условие выхода стоит сверхзвук по -прежнему.

Плюс ещё я поменяла нач условия. В боксе давление 2000000, температура 590( как в гран условие входа), во всей остальной области давление 0,13 (как в вакууме), температура комнатная 300К. Решение сразу разваливается, как же у вас все вышло правильно?В прошлый раз я делала давление в нач усл для пространства выше..порядка тоже 2000000 и все по началу шло хорошо, но затем разваливалось.

Ещё у меня задачка очень медленно считается и компьютеру тяжело постоянно, но я думаю это из-за измельчения сетки произошло.

Проект прилагаю.

soplo_sphera_18.rar

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Одно замечание по начальным условиям задачи. Фактически в приведенной постановке это задача ударной трубы. То есть на старте решается задача распада разрыва когда от границы раздела высокого и низкого давления в разные стороны идут волна сжатия и волна разряжения. Обычно проблемы с устойчивостью у решателя (если он специально не заточен под захват сильной ударной волны) возникают на фронте волны сжатия. Так как нас инересует не сам процесс а конечный результат процесса установления, можно попытаться сократить зону низкого давления до собственно самой границы с низким давлением. Тогда в расчётном домене будет только волна разряжения.

Плюс - устойчивость решения при таком НУ гораздо выше, минус - решение сходится медленнее.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Собственно это мы и делаем задавая НУ с высоким давлением до критического сечения. Задача с этого момента и начинает развиваться фактически от границы.

Обычно сопловые задачи разваливаются в месте, где начинается сужение сопла, где возникает локальный градиент давления и поток меняет свое направление.

Возможно, что у автора какой-то косяк в решалке, просто и всего.

С другой стороны я в ограничителях расчета задал верхнюю границу для скорости поменьше.

post-1864-1334901814_thumb.jpg

post-1864-1334901818_thumb.jpg

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Собственно это мы и делаем задавая НУ с высоким давлением до критического сечения. Задача с этого момента и начинает развиваться фактически от границы.

Обычно сопловые задачи разваливаются в месте, где начинается сужение сопла, где возникает локальный градиент давления и поток меняет свое направление.

Возможно, что у автора какой-то косяк в решалке, просто и всего.

С другой стороны я в ограничителях расчета задал верхнюю границу для скорости поменьше.

Если я правильно понял задачу то у ТС истечение в вакуум (0.13Па) а на ваших картинках внешнее давление близко к атмосферному. При истечении в атмосферу вообще никаких проблем быть не должно у любого решателя.

Изменено пользователем HFL
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Нет, у него только опорное давление задано маленькое, а НУ большие.

В процессе решения, учитывая ГУ и их близость, получается то, что получается.

При работе именнно в вакууме мы обычно стенки подальше отодвигали.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Для данной задачи можно разделить ГУ, чтобы было св/зв и обычное.

Но можно не фантазиоровать, и если все сходится нормально, то задать везде на выходе просто Своодный выход с нулевым давлением, относительно опорного.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Если жы мы хотим считать задачу, не дожидаясь, когда там НУ рассосется, а убрать все НУ и считать с момента вакуума, то главный фикусовый пикус этой задачи это большой перепад давления между ГУ и областью. Из-за этого, если задавать большой шаг интегрирования, то получится "проскок" - около ГУ будет область с очень высокой скоростью и очень низким давлением, после нее уже сформируется область с другими характеристиками. Эта зона прилипнет у входу и будет давать нефизичное поведение.

Чтобы удрать зону "проскока" нужно в начале задать очень маленький шаг интегрирования.

Потом уже можно будет ослаблять ограничитель и получить нормальное распределение давление от входа в область..

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

а насколько всё это шаманство может ускорить счет по сравнению с заданием давления на входе по формуле в зав-ти от времени?

Т.е. если решать нестационар с вакуума во всем объеме, постепенно поднимая давление на входе.

Тогда этих моментов с проскоками и пр. можно 100% избежать.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Самое лучшее шаманство это поставить массовый расход на входе.

Если ставить давление, то всегда придется тараканов лечить.

Я на выходные оставил свою постановку на расчет. Там проблема именно из-за гуляния волны внутри камеры движка. С выхлопом проблем вообще нет никаких.

Если не получится, буду делать как ты говоришь - запускать движок подкручивая подсос.

:)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
  • Bonusfrag открепил тему

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.




  • Сообщения

    • ANT0N1DZE
      Это не поможет ответить на этот вопрос конкретными числами. Судя по всему, там металлические частички внутри материала. Подобные эластомеры существуют и применяются. 
    • gudstartup
      как перевести шпиндель снова первоначальный режим управления скоростью когда ему пофиг число импульсов на оборот? резьбу пока резать не будут а в подпрограмму смены можно что нить добавить или в реализацию m19  чтобы чпу из режима контроля позиционного кодера вышло?
    • gudstartup
    • mactepnew
      Вот я тоже так думал, пока не столкнулся с обратным) Как еще столкнусь, пришлю скриншот. Хаос еще в том, что порядок в дереве построения весьма условный. операция, которая стоит перед групой, имеет бОльший timestamp(пардон, не знаю как это в переводе), чем эта группа, и выполняется позже. При этом все операции в группе имеют timestamp на пару сотен меньше и выполняются раньше, чем две группы, стоящие перед ней. Логика?  Если в эскизе все элементы определены, то можно поставить еще один размер (хочешь переопределить эскиз - да пожалста!), изменить его - и NX самостоятельно выберет, какой размер или ограничение отпустить и весь эскиз летит к чертям. Это ли не хаос?   Назовете хоть один CAD, которым можно пользоваться так? Любой из встреченных мной имеет много неочевидных нюансов, которые конечно не проявляются при выполнении университетского или базового курса. В Creo я на протяжении 5 лет находил всё новые фишки, которые не прописаны в документации. Огромная благодарность Ruslan за пояснения тонкостей. Даже Компас и Solidworks, которые считаются самыми дружественными, оказалось непросто обуздать, когда проходил собеседования и делал тестовые. А ведь университетский курс знал на отлично!   Возвращаясь к NX - вот сегодняшний пример. Утром деталь была оранжевая, единая. Изменил пару уклонов и толщин, стала желтая с элементами оранжевого и частично твердотельной, частично листовой. Я даже не знаю, как сформулировать вопрос в поддержку. 
    • Mikhail_Podgornyj
      Добрый день, кто может поделиться SKF Bearing V1.6 (ANSYS App)? Заранее благодарен!
    • kkk
      Короче, как сделать автоматом не нашел. Раскрасил нужные грани нужными цветами. Затем на вкладке с цветом модели можно выбирать нужный цвет, тогда в модели выбираются грани, покрашенные этим цветом. Можно еще сохранить выбор этих граней, но смысла не вижу, т.к. все легко выбирается по цвету. Затем либо в инструменте Измерить смотрим площадь и как-то ее используем, либо можно макросом (что выкладывал Kir95 ) внести площадь в свойства (на вкладку Конфигурации). Можно еще внести выбранные грани в датчики, но как использовать их в свойствах не нашел.    Макрос прикрепляю.     Площадь выбранных граней в свойства.swp
    • IgnatvKudrin
      Для нашего производства требуются постоянно инструментальные пружины для штампов. Сейчас заказы обрабатываются довольно долго - до 2-х месяцев. А у нас сроки на штампы 1-2 месяца с испытанием, доработкой и т.п. Хотелось бы найти поставщика, у которого уже есть склад с данными пружинами или кто может доставить за 1 месяц.   Пружины стандартные по ISO, но на всякий случай приложил каталог. Вот список пружин, которые нужны очень срочно:   LR 32 x 44 - 1 шт. LR 25 x 51 - 2 шт. LB 63 x 89 - 7 шт. LB 32 x 102 - 10 шт. LB 32 x 89 - 20 шт. LB 32 x 76 - 12 шт. LB 32 x 51 - 6 шт. LB 25 x 127 - 9 шт.   Готов выслушать все предложения. Возможно даже есть те, кто сможет изготовить подобные пружины с такими же параметрами. 20231101.pdf
    • bubblyk
      Знатоки форума, подскажите, как смоделировать простую (на первый взгляд) задачу термомеханики в упругой постановке.   Есть брусок правильный формы ака кирпич, в котором генерируется НЕРАВНОМЕРНОЕ удельное тепловыделение (HGEN). Задняя и передняя поверхности конвективно охлаждаются с известными (но различными) коэффициентами теплоотдачи и температурами жидкости/газа. Свойства кирпича (теплофизика + механика) принимаются зависящими от температуры. Постановка - стационарная Собственно вопрос : как грамотно смоделировать температурное поле в кирпиче с учетом температурного расширения?   Исходный код приложил.     Надеюсь на коллективный разум и опыт! EPTH2D.mac p.s.   Если есть опыт решения этой задачи в Ansys WB, тоже можно сюда приложить командные вставки.
    • OutXL
      Это было давно использовал NC-Link  и данную инструкцию. The Maho.docx
    • Mikhail_Podgornyj
      Добрый день, кто может поделиться SKF Bearing V1.6 (ANSYS App)? Заранее благодарен!
×
×
  • Создать...