Обдув интеркулера во Fluent с применением испарителя.

[BooLean 1]

Задача состоит в следующем: смоделировать процесс обдува автомобильного интеркулера с применением предстоящего концентратора воздушного потока - матрица трубок одинакового диаметра, в каждой из которых условно размещен испаритель жидкости (мелкопористая губка с подводом жидкости или что-то наподобие того, не суть). Выбор расчетного модуля пал на Fluent.
Что имеется: собственно модель и много вопросов.
Вопрос №0: возможно ли решить это Fluent`ом или лучше выбрать PolyFlow/CFX, либо цепочкой решателей?

Скрытый текст

Геометрия

 

Вопрос №1: насколько оправдано наличие полного конструктива интеркулера, и можно ли обойтись в решении куском оного, а в результат вывести полную модель? (подозреваю, что нет)

Как я понял одни объемом Enclosure тут не обойтись. Следовательно, возникает вопрос №2: как правильно создать объем воздуха внутри интеркулера и объем снаружи (атмосфера), таким образом, чтобы атмосферу не задувало во вход/выход интеркулера? На этом форуме и на ANSYS Club смотрел различные варианты, но не нашел подходящего.

Вопрос №3: насчет Named Selection. В данном случае будет Inlet/Outlet/Wall интрекулера и Inlet/Outlet/Opening атмосферы?

Вопрос №4: точки испарения следует задавать на этом этапе или воспользоваться зонами во Fluent?

 

ГУ

 

Насчет параметров с индексом i (вход интеркулера) вопросов нет (это, пожалуй, единственное в чем я тут верен).

В параметрах с индексом о (выход интеркулера) искомым является параметр t-температура. Из известного только условный параметр давления на выходе с учетом потерь. Вопрос №5: этого достаточно в данном случае?

В параметрах с индексом а (вход атмосферы)  , насколько я знаю, параметр давления не указывается при наличии скорости (поправьте. если не верно). На выходе и стенах будет давление 0 (наличием чего то вокруг пренебрегаем). 

Насчет параметров с индексом v (испаренная вода) я не уверен практически никак. Вопрос №6: достаточно ли этих условий?

 

Расчет

 

Вопрос №7: достаточно ли стандартной модели k-e, или предпочтительнее иная модель?

 

И несколько на будущее вопрос: возможно ли смоделировать процесс в динамике, т.е. выход турбо-системы на рабочую температуру от старта двигателя, до установившегося режима работы?

[karachun 2 038]

0) Вообще возможно. Fluent и CFX имеют схожий функционал, но тут много чего накидано вместе - испарение,теплообмен, сложная геометрия - освоение и отработка всех этих вопросов займет много времени.

1) Возможно без упрощения просто не обойтись - если моделировать все то может получиться очень большая сетка - понадобиться мощный компьютер чтобы это все посчитать.

2) Общий посты - через булевы операции. Построить параллелепипед и вычесть из него исходную модель - должны получиться два отдельных объема. И металл там тоже нужен, так что доменов будет три.

3) Не очень понял в чем суть вопроса - можете называть NS как хотите, можно сделать по одному NS для каждого входа охлаждающего воздуха.

5) Там у Вас на входе сверхзвук (950 м/с), так и надо?

6) Подход такой - на входе задаем скорость, на выходе статическое давление или наоборот. В CFD еще есть опорное давление Operating pressure https://www.sharcnet.ca/Software/Fluent6/html/ug/node374.htm

7) Выбор невелик - или k-e или SST. С SST можно будет лучше разрешить пограничный слой, что по идее важно при расчете теплообмена.

Посчитать в нестационаре можно, но это будет дольше и нужно знать как меняются ГУ по мере выхода на рабочий режим.

[BooLean 1]

@karachun

Увы, у меня только 3 недели на то чтобы одолеть эту задачу.

Если дело только в сетке, то вопрос о вычислительных мощностях не стоит.

Тогда перед закрытием DM  у меня будет три тела: два объема с параметром Liquid И один с параметром Solid, а позже, во Fleunt задается материал, я правильно понимаю?

Насчет NS я хотел уточнить их количество и принадлежность к объемам.

Про скорость потока на входе, накосячил гдето при переводе оборотов турбины в скорость. Тогда на вход в интеркулер придется задать только давление.

 

Про нестационарный расчет, конкретно в данном случае это носит больше наглядный, нежели практический характер, т.ч можно и линейное возрастание температуры задать.
Премного благодарен за ответ, буду разбираться.

[karachun 2 038]

2 часа назад, BooLean сказал:

Увы, у меня только 3 недели на то чтобы одолеть эту задачу.

Для того чтобы сделать цветную картинку хватит. Можно выкинуть впрыск охлаждающей жидкости и не считать испарение. Бумага все стерпит.

2 часа назад, BooLean сказал:

Тогда перед закрытием DM  у меня будет три тела: два объема с параметром Liquid И один с параметром Solid, а позже, во Fleunt задается материал, я правильно понимаю?

Да.

[BooLean 1]

@karachun скорее всего так и придется поступить. Благодарю за уточнение.

[BooLean 1]

@karachun

И все же, не могу понять как получить внутренний объем модели в Enclosure. После вычитания интеркулера из объема Enclosure (Boolean-Substract; Target body - Enclosure, Tool Body - Intercooler; Preserve tool bodies - yes) получается два тела: сама модель и один Enclosure с вырезанным объемом самой модели внутри (это все логично-понятно). Но как отсечь этот внутренний объем от остального Enclosure? Потому что даже нет грани на входе в модель, где задать Inlet для горячего воздуха из турбины.

[karachun 2 038]

После булевой операции должны были остаться ребра, можно обрезать по ним с помощью Crate->Slice by edge loop.

Или построить плоскость из ребра, добавить ее и тело в один парт и включить Share topology, тогда тело будет рассечено плоскостями на части.

[BooLean 1]

С внутренним объемом получилось (но не с первого раза).
Все уперлось в сетку, чего я и боялся. Скорее всего, упустил что в геометрии.

Нужно ли было указывать стенки (вообще какие-либо NS помимо Inlet/Outlet) для внутреннего объема воздуха и для тела кулера?

[piden 2 874]

@BooLean,

как прогресс с этой задачей? 

[BooLean 1]

@piden, Я решил несколько упростить модель - оставить пару ярусов вместо 10. В этот раз даже объем корректно отработал, но ни в какую не хочет делиться на внутренний и внешний - самопересекающаяся геометрия/non-manifold bodies.