Определение уровня воды

[pugach 8]

Здравствуйте!

Мне нужно смоделировать следующий процесс:

Есть камера, в ней в воздухе под давлением вращается рабочее колесо насоса. Под рабочим колесом вода.  Далее воздух из камеры сверху начинает выпускаться, как следствие должен подниматься уровень воды.

В конечном счете нужно определить нагрузки на РК при различных законах изменения скоростей выпуска воздуха.

 

 

Для начала пытаюсь решить простую задачку: вертикальный цилиндр (диаметром 100 мм, высотой 500 мм), задал гравитацию в направлении оси цилиндра g.

Ref Pressure установил 1 атм.

Сверху условие opening с заданием давления 0,03 атм Фаза воздуха (air ideal gas) 1, вода - 0.

Снизу opening 0,06 атм, фаза вода =1, воздух -0.

Хочу расчетом в стационаре получить уровень воды на высоте примерно 0,3 м от нижней границы, а получается такая картина:

Прикрепил фал CFX

[dmiantosha 11]

Так вопрос то в чем?

[pugach 8]

я ожидал по результату решения увидеть картину четкого разделения фаз вода-воздух на высоте примерно 0,3 м.

 

Если построить объем (isovolume) по плотности, то получается, что плотность по объему меняется плавно.

А выше (прикрепил картинку), я ожидал увидеть объемную долю воды снизу 1 а сверху 0.

А получается размазанно.

[pugach 8]

С простым примером, вроде, разобрался.

Помог этот топик:

http://cccp3d.ru/topic/60031-free-surface-i-granichnoe-uslovie-opening/

из которого подчеркнул, что очень полезно написать выражения на поверхностях opening для определения массовых расходов через них.

Во время решения задачи стало ясно, что сходится не быстро и остановить нужно, когда расходы будут равны 0.

Окончательно с гомогенной моделью получился уровень воды снизу, уровень воздуха сверху и что-то среднее между ними. Середина средней смеси примерно на нужном уровне. Большие невязки.

Для негомогенной смеси получилась четкая граница на нужной высоте.

 

Буду двигаться дальше.

Подскажите, пожалуйста:

Если я буду на верхней границе задавать относительное давление отличное от 0 (избыточное давление), то нужно ли мне в задании гравитации самому определять координаты (Ref. Location), с тем, чтобы 0 был на какой-то реальной высоте? 

[pugach 8]

С остановленным колесом разобрался. Теперь появилась проблема устойчивости расчета при вращении РК и поднятии уровня воды. В момент приближения уровня воды к колесу расчет разваливается.

Краткое описание условий:

Задана гравитация по оси Z.

Рабочая среда - вода при 25 град. и воздух -идеальный газ. Негомогенная модель. Задан коэффициент поверхностного натяжения.

Рабочее колесо диаметром ~5м вращается в воздухе с частотой вращения 150 об/мин. При этом снизу происходит заполнение водой (снизу opening с постоянным давлением, сверху opening с давлением уменьшающимся по линейному закону).

Расчет продолжал с нестационара расчитанного для постоянного уровня воды.

Число куранта среднее - 0,15, максимальное - 1.

Сетка - достаточно грубая тетра без призматических слоев.

В качестве результатов интересуют усилия на РК.

 

С остановленным колесом никаких проблем не было. Решал с различными законами изменения давления на выходе.

При вращении РК и поднятии уровня воды, в момент приближения уровня воды к колесу расчет разваливается.

Может кто-нибудь подсказать, как попробовать решить проблему устойчивости расчета?

 

 

[pugach 8]

Что, никто с сжимаемыми газами не работает?