Sign in to follow this  
Followers 0
roal

Тело на шарнире в потоке

17 posts in this topic

Pinned posts

Добрый день! Знатоки, помогите, пожалуйста, разобраться!

Делаю первые шаги в FV (2.05.04). Пытаюсь смоделировать обтекание тела, шарнирно подвешенного за одну точку в однородном потоке воды, и получить результат, подобный этому: https://youtu.be/Gssdj7ybjcY (FlowVision CFD Fish Lure).

Принимаю за координаты шарнира координаты «центра вращения» (фильтр «Движущееся тело»), назначаю их отличными от координат центра масс и центра давления. Получаемая картина далека от ожидания — нет отклонений по углу. (Предварительный расчёт обтекания этого тела при фиксации равных друг другу координат «центра инерции» и «центра вращения», т.е. простой буксировки, дал силу гидродинамического сопротивления правильного порядка.)

Сначала хочу рассмотреть шарнир неподвижным (при обращённом движении), затем интересует изменение его абсолютных координат по заданному закону.

В связи с этим вопросы:

  1. Что такое «центр вращения»? Верно ли в данном случае совмещать его с шарниром?

  2. Если «центр вращения» нельзя совмещать с шарниром, то как описать в постановке задачи шарнир?

  3. Доступно ли где-то описание проекта Fish Lure хотя бы в общих чертах?

  4. Чем отличается ТочкаПриложенияМомента от ЦентраВращения в Инфо-окне «Характеристики из Давление»?

Share this post


Link to post
Share on other sites


UnPinned posts

Всем привет!
Так и не дождался ответа. Форум похож на заброшенное кладбище, которое посещают только из любопытства. :smile:

А может, мои вопросы были примитивны. Ну, ладно. Я уже сам давно на основные из них ответил. На случай аналогичного стороннего интереса делюсь опытом.

 

Тело, шарнирно подвешенное в потоке, не двигалось по причине ошибочно заданных - слишком больших - моментов инерции. Как рисовал в Автокаде в миллиметрах, так и вставил моменты без изменения. Когда скинул лишние порядки, тело зашевелилось вокруг "центра вращения", причём весьма похоже на ожидание.

 

Если есть кому что добавить, прочту с интересом.

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

Привет, коллективный разум!

За отсутствием собеседников продолжаю монологи.

Проблема 2. Не удаётся двигать шарнир ("центр вращения"), т.е. менять его положение в пространстве по заданному закону.

Делаю следующее. В окне свойств фильтра "Движущееся тело", на вкладке "Центр" возле окошка с какой-либо координатой "центра вращения" меняю значок константы (123) на значок уравнения (fx). Затем в выпавшем окне для написания уравнения пишу выражение, содержащее переменную t (предполагая, что это текущее время), <ОК>. В окошке для координаты становится видным часть моего выражения, при этом фон окошка меняется с белого на серый (будто становится неактивным). После завершения процедуры с внесением координаты-уравнения тело исчезает с монитора, остаются видными только ГУ. Иногда при этом обнуляется площадь в соответствующих телу группах Геометрии. Иногда при запуске на печать сразу появляется сообщение: "Невозможно найти подобласть в движущемся теле фильтра". Если счёт производится, то тело в модели отсутствует.

 

Пробовал в качестве уравнения оставить простейшее выражение без переменной типа "2+2", и даже просто одну константу - результат тот же. Пробовал вносить уравнение в координату "центра инерции" - результат аналогичен.

Видел рекомендации, как делать такое в "редакторе формул" FV3, но в FV2 его нет.

 

Вопросы:

1. Как в FV2.05.04 менять по задаваемому временнОму закону положение "центра вращения" (движение обращённое)?

2. Эта версия FV такие задачи решает (в букваре примеров не нашёл)? 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вечер добрый.

 

1. Центр вращения точка, относительно которой вращается тело. В случае вашего примера это точка подвеса блесны.

2. Ц.Вр. совмещать с шарниром можно.

3. Не уверен. Но сам по себе он ничего интересного не представляет.

 

1. Не помню. Если Калькулятор вызывается, то значит можно. Там только нужно понять в какой системе координат центр вращения задается. Надеюсь, что СК тела.

2. Вторая версия не считает нормально случаи, когда плотность тела сопоставима или меньше плотности среды. Попробуйте схему Предиктор-Корректор, вдруг поможет.

3. Задавайте начальную сетку такую, чтобы внутри тела было 4-5 ячеек поперек при любом положении тела.

 

Вообще проект делали в третьей версии.

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

Александр, добрый день!
Спасибо, что отозвались, а то будто сам себе Сусанин...

1. Ваше упоминание про системы координат заставило задуматься, и я пришёл к выводу, что неправильно действую. Пытаясь задавать закон движения в окошке для "центра вращения" (Ц.Вр.), я собираюсь двигать Ц.Вр. в связанной с телом системе координат, т.е. двигать относительно тела. А мне надо другое: за неподвижный относительно тела Ц.Вр. двигать тело в абсолютной СК (т.е. в дополнение к собственному трепыханию блесны в потоке надо двигать её за точку подвеса). Как это сделать? Есть два места с координатами Ц.Вр. в абс.СК: "первоначальное месторасположение" и "текущее месторасположение". Но в первом окошке задаётся одноразовая координата, а второе, как я понял, служит лишь для отображения, т.е. это не места для управления живым процессом.

2. Калькулятор имеется. В постпроцессоре можно создать пользовательскую переменную. Но где её использовать для управления процессом? Она ведь только для наблюдения?

3. При стационарном положении Ц.Вр. вариант с близкими плотностями тела и среды пока считается, тело шевелится. Схему Предиктор-Корректор использую изначально.

4. Именно начальная сетка должна быть такой мелкой? У меня ячейка равномерной начальной сетки соизмерима с телом, но вокруг тела создан параллелепипед расчётной сетки, превышающий тело размерами в 4-5 раз, с 5-уровневой адаптацией.

Всё же, думаю, проблема не в сетке, а в неправильном задании закона движения Ц.Вр. Тело исчезает из расчётной области ещё до начала счёта.

Благодарю за советы.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

1. А зачем гонять центр вращения?

2. Он должен быть и в Препроцессоре. Правде он там вероятно ен везде выведен в параметры. В подвижном теле его нет?

3. Ок. Неявное число Куранта = 1.

4. Да. Ручками сгустите. В окошке с координатами сеточных линий можно через Ins Del вставлять и удалять линии сетки и двигаться курсором.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

1. Суммируются два вида движения: равномерное прямолинейное (моделируется как обращённое) и колебательное "центра вращения" (попытка моделировать как движение тела). Интересуют параметры устойчивости такого движения.

2. Калькулятор в препроцессоре не нашел. В "подвижном теле" его точно нет. Там есть возможность вместо координаты-константы задать функцию, но, во-первых, у меня это не получилось (писал раньше), во-вторых, я понял, что мне это не нужно, т.к. незачем двигать Ц.Вр. по телу в связанной СК, а надо двигать (колебать) в абс.СК (писал раньше). Как это сделать?

3. У меня выбрано одновременно: Скошенная схема, явное число КФЛ=0,5; Неявная схема, КФЛ=10. Не знаю, насколько это корректно.

4. В расчётной схеме и вдоль, и поперёк тела помещается по 32 ячейки. Размер ячейки меньше диаметра образующихся вихрей. Думаю, мне для предварительного расчёта достаточно. Главное, чтобы заработал механизм движения - просуммировались два вида движения. Потом можно сетку оптимизировать. (В сгущении начальной сетки мне не нравится, что сгущается она не только возле тела, поэтому выбрал адаптацию в параллелепипеде.) 

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 8   Posted (edited)

1. Понятно.

2.  Если в подвижном теле нет, то значит центр вращения не перемещается через пользовательские зависимости. Задавайте пользовательскую зависимость для силы и момента через скорость и угловую скорость, вспоминайте интегральчики.

3. Значит Курант 10. Задайте 1.

Edited by a_schelyaev

Share this post


Link to post
Share on other sites

Александр, спасибо за участие!

1. По поводу сил и моментов. Тело тащат по заданной траектории (прямолинейно плюс колебания, например, гармонические) за одну точку-шарнир. Тело трепыхается по воле набегающей жидкости. Есть линейные скорости шарнира (центра вращения); в простейшем случае: постоянная продольная и знакопеременная поперечная. Есть траектория шарнира. Угловых скоростей нет, т.е. они заранее неизвестны. Сил и моментов нет.

В качестве результата нужны, прежде всего, изменения угловых координат тела во времени (дифферент, крен, рыскание) в двух видах: цифра и визуальная картинка.

Где тут место пользовательскому интегрированию? И вообще, при такой затейливой программе, как FlowVision, я бы пользователя, с его шаловливым мозгом, близко не подпускал к интегрированию во избежание ошибок, бросающих тень на программу. Максимум, что ему можно доверить, так это арифметику типа расчёта коэффициента сопротивления.

2. Куранта пошевелю. А что можно ожидать хорошего и плохого от перехода с 10 на 1?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Уфф! Заколебал-таки я это тело - заставил гармонично качаться "центр вращения" (шарнир) поперёк набегающего потока. Как и припоминал Александр (спасибо!), нашлось в свойствах подвижного тела место, куда можно вписать закон движения ЦВр в абсолютной СК, но только в виде изменения скорости, а не координаты. Вот это место:
Фильтры\Движущееся тело\Движение\Vini.

Теперь можно заняться проблемами другого уровня.

Александр, всё же, чем Курант=1 лучше, чем 10? Это сильно замедлит счёт?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Подвижное тело должно за каждый шаг смещаться заметая ячейку. Поэтому Курант может быть и больше, но вы должны точно определеить, зная скорость смещения тела, за какое шаг по времени в секундах у вас тело смещается не более чем на 1 ячейку.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

День добрый!
Уточняющий вопрос по "заметанию ячеек".
Напомню, в моей задаче складываются 2 вида движения: поступательное обращённое и поперечные колебания тела. На картинке вижу только поперечные смещения тела, при этом для самой быстрой точки тела, они за 1 временной шаг не превосходят размера адаптированной ячейки. Проверочный расчёт это подтверждает. Но расчёт для продольного обращённого движения (при некоторых сочетаниях параметров) даёт 2 ячейки за 1 временной шаг.
Так вот, условие "заметания не более 1 ячейки сетки за 1 шаг по времени" относится к обоим видам движения? Т.е. в каждом направлении за 1 шаг по времени частица жидкости или точка тела не должна выскочить из условной ячейки, если на начало шага она стояла в её "нулевом" углу?

Share this post


Link to post
Share on other sites

По направлению смещения.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Александр, спасибо.
Я понял Вас так: неважно, сколько ячеек сетки за временной шаг "заметает" жидкость в обращённом движении; следить надо только за скоростью движения собственно тела, заметающего ячейки.

Странно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ничего странного. У вас в задаче два силовых фактора - движение потока и движение тела. Примерно также в насосах/компрессорах, где шаг по времени определяет угловое смещение рабочего колеса, которое может дозвуковой поток разгонять до довольно таки высоких скоростей.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо! Принял...
Ещё, пару вопросиков, если позволите.
1. Если гравитация задана нулевой, то нулю равна только сила тяжести, а масса и моменты инерции подвижного тела всё равно учитываются в расчёте?
2. "X, y, z уровень жидкости" в "Параметрах Модели\Гидростатика" имеет какое-то отношение к внешней задаче, например, к обтеканию тела безграничной жидкостью?

Share this post


Link to post
Share on other sites

1. Должны учитываться. Уравнения в документации посмотрите.

2. Документацию откройте. Это задание столба гидростатики.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!


Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.


Sign In Now
Sign in to follow this  
Followers 0

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.