Отрицательное давление

[AlexKaz 1 822]

Объём замкнут, нет стоков и истоков. Форма объёма - цилиндр.

Есть подвижная сетка - шайба, не полностью перекрывающая поперечное сечение цилиндра.

Навье-Стокс для вязкой несжимаемой жидкости. Решатель LS-DYNA, ICFD.

При движении шайбы по цилиндру в соответствии с уравнением получаю зону отрицательного давления за шайбой. С точки зрения уравнения - всё нормально. А как быть с точки зрения физики? Ставить ограничение снизу в ноль? Подскажите пожалуйста.

[piden 2 874]

3 hours ago, AlexKaz said:

Подскажите пожалуйста.

Ладно. Но только потому, что ты сказал "пожалуйста")

 

3 hours ago, AlexKaz said:

С точки зрения уравнения - всё нормально.

Не берусь утверждать за ICFD дайны, но в большинстве CFD кодов рассчитываемое давление - относительное ... относительно некоего базового значения. Это базовое значение называют reference pressure или опорное давление. Для большинства инженерных задач это будет 1 атмосфера. Если присутствует гравитация - будет еще и гидростатическая составляющая давления.

Для чего вообще давление разделили на опорное и относительное? Чтобы избежать ошибок округления при расчете - легче сравнивать 0 Pa и 0.1 Pa, чем 101325.0 Pa и 101325.1 Pa.

 

В случае расчета замкнутого объема солверу нужно откуда-то получить информацию о давлении в нем - происходит инициализация. И если значение давления для инициализации явно не задано в каких-то соответсвующих настройках, то, скорее всего, все иницилизируется со значением 0. 

 

Т.о. фактическое значение давления в результате расчета = значение с эпюры + reference pressure. Опять же, во многих кодах можно вывести Absolute pressure, в котором учтены уже все составляющие.

Чтобы понять лучше, что происходит в случае расчета конкретно этого цилиндра, стоит вывести эпюру давления на нулевом (или первом) шаге.

3 hours ago, AlexKaz said:

А как быть с точки зрения физики?

Когда давление (абсолютное) в жидкости падает ниже давления насыщенных паров при данной температуре, происходит ее испарение / кавитация. Вероятно, для учета этого эффекта нужно использовать уже другой солвер.

[AlexKaz 1 822]

27 минут назад, piden сказал:

Для чего вообще давление разделили на опорное и относительное? Чтобы избежать ошибок округления при расчете - легче сравнивать 0 Pa и 0.1 Pa, чем 101325.0 Pa и 101325.1 Pa.

0 атмосфер я ещё пойму, что с опорным, что без. -5 или -10 атмосфер как понять с точки зрения физики?

Физики жидкости имеется в виду.

30 минут назад, piden сказал:

стоит вывести эпюру давления на нулевом (или первом) шаге.

У меня нет опорного - ни к чему. На нулевом (или первом) шаге всё по нулям.

[piden 2 874]

4 minutes ago, AlexKaz said:

У меня нет опорного - ни к чему. На нулевом (или первом) шаге всё по нулям.

4 minutes ago, AlexKaz said:

-5 или -10 атмосфер как понять с точки зрения физики?

Это просто нефизичное решение. Для получения физичного - задавать реальные значения давлений, включать кавитацию.

 

[AlexKaz 1 822]

Ну то есть учитывать сжимаемость и термодинамику, понятно, спасибо.

[karachun 2 038]

1 час назад, piden сказал:

Когда давление (абсолютное) в жидкости падает ниже давления насыщенных паров при данной температуре, происходит ее испарение / кавитация.

Не всегда. У нас уже был срач дискуссия по отрицательному давлению в жидкости)

[piden 2 874]

19 minutes ago, karachun said:

У нас уже был срач дискуссия по отрицательному давлению в жидкости)

Видимо, я пропустил) Где?

[karachun 2 038]

Вот тут. http://cccp3d.ru/topic/83011-задачка/

Вот даже статейку нашел где описаны эксперименты с растягиванием жидкости.

 

r7210e.pdf

[AlexKaz 1 822]

Тоже на неё наткнулся, меня полностью устраивает результат из статьи в минус 400+ бар, т.к. у меня нет и 30. Да, 30 бар, 3 МПа. Короче, есть куда расти =)

Изменено 24 июля 2019 пользователем AlexKaz

[karachun 2 038]

13 минуты назад, AlexKaz сказал:

меня полностью устраивает результат из статьи в минус 400+ бар

Но это все в возможно в лабораторных условиях, там специально очищают жидкость и удаляют из нее растворенные газы по максимуму и сама жидкость почти не движется в испытательной установке. В обычной конструкции будет возникать кавитация.

Нефизичные отрицательные давления это следствие ограничений физической мат. модели. У меня тоже были похожие результаты при расчете подшипника скольжения, внизу +20 МПа, вверху -20 МПа.

В аналитическом расчете отрицательные давления у подшипника обращают в ноль.

Изменено 24 июля 2019 пользователем karachun

[AlexKaz 1 822]

4 минуты назад, karachun сказал:

Нефизичные отрицательные давления это следствие ограничений физической мат. модели.

Ну не факт, может всё и совпадает с моделью на долях секунд, а мне большего и не надо. Никакой стационарности. Расчепятаю статью для аргументации и добавлю "есть ли жизнь на Марсе - науке неизвестно".

[karachun 2 038]

А какие там скорости и время самого процесса?

Вообще кавитация не экзотика и встречается повсеместно. Даже пальцы хрустят тоже из-за кавитации.

 

7 минут назад, AlexKaz сказал:

есть ли жизнь на Марсе - науке неизвестно

Ответ может дать только нестационарный расчет с включенной кавитацией.

Изменено 24 июля 2019 пользователем karachun

[piden 2 874]

11 minutes ago, AlexKaz said:

может всё и совпадает с моделью на долях секунд

[AlexKaz 1 822]

9 минут назад, piden сказал:

21 минуту назад, AlexKaz сказал:

может всё и совпадает с моделью на долях секунд

Может и совпадает, объём замкнутый.

26 минут назад, karachun сказал:

Ответ может дать только нестационарный расчет с включенной кавитацией.

Ну это какооой комп требуется... Проще забить, а конструктора и без численных расчётов знают где косяк.

[karachun 2 038]

19 минут назад, AlexKaz сказал:

Ну это какооой комп требуется...

Можно свести до осесимметрии.

19 минут назад, AlexKaz сказал:

Может и совпадает, объём замкнутый.

Мое мнение: кавитации - быть!

Изменено 24 июля 2019 пользователем karachun

[AlexKaz 1 822]

Только что, karachun сказал:

Можно свести до осесимметрии.

Неа, в том и прикол.

[karachun 2 038]

@AlexKaz Может достаточно самого факта наличия кавитации? Это уже видно из текущего расчета.

 

Изменено 24 июля 2019 пользователем karachun

[piden 2 874]

19 minutes ago, AlexKaz said:

Ну это какооой комп требуется...

Можно тот же самый использовать. Просто юзать CESE или какой cfd пакет.

[karachun 2 038]

2 минуты назад, AlexKaz сказал:

Неа, в том и прикол.

Если отверстие не круглое то можно посчитать гидравлический диаметр и все равно свести к осесимметрии) Но это уже попахивает легкой наркоманией.

[piden 2 874]

Но @karachun прав, нужно знать цели расчета.