Sign in to follow this  
Followers 0
Elias Alekseeff

Fluent, давление в области outlet падает до нижней границы давления

60 posts in this topic
Pinned posts

ID: 41   Posted (edited)

Всем Привет,

Я имею тело такой конфигурации (рис 1), его особенность резкое сужение проходной части, Solver Pressure-Based Steady, в качестве флюида перегретый пар (модель water wapor real gas soave redlich kwong), граничные условия на входе (цилиндр) pressure inlet (912 000 Па), на выходе (прямоугольник) mass flow outlet (12 кг/с),

Использую уравнения Energy, viscous -- k-epsilon -- standard -- standard wall functions. Solution Methods SIMPLE для всех параметров выбрано second order upwind. В Solution Controls Under-Relaxion Factors для Momentum, Turbulent Kinetic Energy, Energy задал 0.1 вместо значений по умолчанию, так как были проблемы с ошибкой "Divergence detected in AMG solver: pressure correction" и "Divergence detected in AMG solver temperature". Инициализация стандартная по inlet. Суть проблемы: давление в выходной области падает до значений нижней границы давления, которая задается в Solution Controls Limits, по умолчанию там стоит 1 Па, и в результате выдается 1 Па, если повысить нижнюю границу до 100 000 Па, он посчитает до 100 000, если до 400 000 посчитает 400 000, реальный результат должен быть около 550 000 Па. Использовал разные варианты сетки тетра, гекса (cutcell), разбивал на отдельные части тело и создавал для каждой свою, использовал разное измельчение сетки, результат один и тот же, вместо правильного давления на выходе нижняя граница пределов давления. Кто-нибудь знает как это решить? Спасибо.

 

1.png

2.png

55.jpg

66.jpg

7.jpg

Edited by Elias Alekseeff

Share this post


Link to post
Share on other sites


UnPinned posts
1 час назад, Elias Alekseeff сказал:

И если я правильно понял, то нужно создать пограничный слой

Не для всех задач пограничный слой жизненно необходим. Правильный учет пограничного слоя важен для удобообтекаемых тел, у которых сопротивление трения сопоставимо с сопротивлением формы. Если считать сопротивление в прямом участке трубы или обтекание профиля крыла или движение подводной лодки или теплообмен со стенкой то там без погранслоя делать нечего. В данном случае канал короткий и содержит резкие сужения/расширения - т.е. здесь решает форма а не трение, в таком случае разрешение погранслоя может не сильно улучшить точность расчета.

Share this post


Link to post
Share on other sites

@karachun Спасибо за материалы, за информацию.

Похоже дело не в турбулентности, так как я отключил турбулентность, использовал идеальный газ, но проблема осталась.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 44   Posted (edited)

6 минут назад, Elias Alekseeff сказал:

так как я отключил турбулентность, использовал идеальный газ

Путаете теплое с мягким.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Уравнение_состояния_идеального_газа

https://ru.wikipedia.org/wiki/Турбулентность

Edited by karachun

Share this post


Link to post
Share on other sites
В 20.08.2019 в 20:59, karachun сказал:

Не для всех задач пограничный слой жизненно необходим. Правильный учет пограничного слоя важен для удобообтекаемых тел, у которых сопротивление трения сопоставимо с сопротивлением формы. Если считать сопротивление в прямом участке трубы или обтекание профиля крыла или движение подводной лодки или теплообмен со стенкой то там без погранслоя делать нечего. В данном случае канал короткий и содержит резкие сужения/расширения - т.е. здесь решает форма а не трение, в таком случае разрешение погранслоя может не сильно улучшить точность расчета.

Можно вообще сделать стенки с проскальзыванием, чтобы закрыть вопрос о трении.

1 час назад, Elias Alekseeff сказал:

@karachun Спасибо за материалы, за информацию.

Похоже дело не в турбулентности, так как я отключил турбулентность, использовал идеальный газ, но проблема осталась.

Может геометрию выложите?

2 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

@a_schelyaev Вроде бы во фюленте и cfx есть продвинутые пристеночные функции, которые применимы к любым величинам у+. т.е. они не деградируют/становятся нефизичными на очень больших значениях у+.

Но проигнорировать трение конечно более элегантное решение)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Пристеночные функции вещь в себе. Если проблема не в турбулентности и у него валится мультигрид, то дело в соотношении параметров ГУ и НУ, которые решатель не может прожевать.

Нужно пробовать Сегрегейтом. Если не поможет, то переходить на первый порядок по всем уравнениям. Если и это не поможет, то колдовать с шагом интегрирования - снижать - особенно на первых итерациях.

Share this post


Link to post
Share on other sites

господа, а если дело в геометрии, к примеру, стенку забыл убрать или часть поперечного сечения не окутал сеткой? мне кажется, что искать проблему в турбулентности или порядках следует вторым шагом, а первым шагом понять, все ли отображено сеткой согласно геометрии...

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Так просим геометрию - не дает.

Share this post


Link to post
Share on other sites

не дает...

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 часа назад, karachun сказал:

Путаете теплое с мягким.

Я неправильно выразился. Я не использовал уравнения турбулентности - выбрал inviscid (как я понял из описания это означает невязкую жидкость), и вместо реального газа использовал идеальный.

8 часов назад, an_rushin сказал:

господа, а если дело в геометрии, к примеру, стенку забыл убрать или часть поперечного сечения не окутал сеткой? мне кажется, что искать проблему в турбулентности или порядках следует вторым шагом, а первым шагом понять, все ли отображено сеткой согласно геометрии...

Возможно дело действительно в сетке, на счет окутал...не совсем понял, я использую обычный workbunch meshing, метод cutcell.

Возможно я как-то неправильно разбил тело на части (или на тела),

либо там нужно еще что-то сделать, на англоязычном форуме мне говорят что-то про Multibody Part или Share Topology.

Кто-нибудь может объяснить что это значит - Multibody Part - и как его обеспечить?

8 часов назад, a_schelyaev сказал:

Так просим геометрию - не дает.

Я бы с радостью это сделал, но это не от меня зависит. Могу добавить картинки дерева построений.

Share this post


Link to post
Share on other sites
31 минуту назад, Elias Alekseeff сказал:

Я не использовал уравнения турбулентности - выбрал inviscid (как я понял из описания это означает невязкую жидкость), и вместо реального газа использовал идеальный.

Вот это и не правильно. Опять спутано теплое с мягким. С невязкой жидкостью можно посчитать только потенциальное (безвихревое течение). Но вихри есть и в ламинарном и в турбулентном течении. Чтобы не учитывать турбулентность надо выбрать в моделях турбулентности вариант None(Laminar) - Ламинарное течение, а не менять свойства рабочего тела.

В общем почитайте книги по газодинамике, выполните учебные примеры из справки флюента, судя по Вашим комментариям у Вас пока все знания спутаны и считать такую сложную задачу рановато.

Без обид, учите матчасть. Надо четко понимать чем отличаются потенциальное/вихревое, ламинарное/турбулентное, сжимаемое/несжимаемое течения на уровне понимания физики процесса а не кнопок. Это основа основ. Это как садиться за руль не зная сигналов светофора.

https://en.wikipedia.org/wiki/Potential_flow

38 минут назад, Elias Alekseeff сказал:

Я бы с радостью это сделал, но это не от меня зависит.

В модели есть миллион возможностей сделать ошибку, особенно начинающему, увы гадание по скриншоту это безблагодатное дело. Вы можете сделать упрощенную модельку с другими габаритами, упрощенной проточной частью и даже намного изменить ГУ и выложить ее здесь.

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 час назад, Elias Alekseeff сказал:

Я бы с радостью это сделал, но это не от меня зависит. Могу добавить картинки дерева построений.

Т.к. мы страшные люди, то по тем данным, что в теме выложены, я построил вашу геометрию за 0,5-1 часик.

FlowVision брать не стал - лень. Взял KompasFlow ибо геометрию тут же в Компасе сваял.

На входе задал полное давление избыточное 811669, относительно опорного 101325.

Тоже самое по температуре - 244.6, относительно 273 опорного.

На выходе стоит расход.

Пар брать не стал, ограничился воздухом, уравнение состояние идеального газа.

k-E модель стандартная, Полная энтальпия.

По заданному давлению на вход влетает сверхзвук, бьется о противоположную стенку цилиндрическую и летит на вход.

И т.о. все пульсирует, что видно по графику силы на зазорообразующих стенках между клапаном и корпусом.

Т.е. задача сугубо нестационарная в подобной постановке. Волна в зоне входа может бегать еще долго, благо воздух ее не особо демпфирует. Решением может быть разрешение зазора сеткой, чтобы через него расход вырос и вырос эффект стравливания воздуха. Также можно трением на стенке за счет разрешения по стенке тоже немного взять энергии потока.

Рекомендации для Флюентистов: задать на входе давление поменьше, например равное 0 Па, относительно опорного и постепенно его повышать. Т.о. выйдете на стационарное течение.

Шаг интегрирования в среднем 1e-5.

Еще бы автору неплохо проверить правильно ли заданы согласование условий на входе по давлению и температуре.

Сейчас я так и сделаю но уже во FlowVision, потому что в KompasFlow этого задавать низя.

Вторая картина это FV с нулевым давление на входе. К утру все должно вырасти до нужных значений.

kf_sapr.jpg

kf_sapr2.jpg

Как вариант можно выделить отдельно зону перед клапаном, перед зазором, и задать в ней начальное давление какое-нибудь.

4 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

В общем при выходе на полную величину давления скорость в зазоре под 800 м/с. Шаг по времени просел до 1e-6. Наблюдается колебательный процесс, т.к. задал рост давления в прогрессии - в два раза через каждые 100 итераций, что привело к появлеию колебаний. Не таких, как в случае с постоянным ГУ на входе, но тоже есть.

Я бы конечно на входе отросток побольше задал с соответствующим пересчетом давления и тепературы.

2 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

Очень красивая кривая сходимости по интегральной характеристике получилась.

Ну, собственно, о чем и писал - нужно задавать близкий к реальности профиль повышения давления на входе или словим отражение волны в верхней части арматуры и будем ждать, когда она потухнет.

Сейчас ради интереса пересчитаю все на куранте 100 и заодно сглажу ступенчатость повышения давления.

kf_sapr3.jpg

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

Сделал повышение давления более гладким, но сам градиент остался прежним.

Также сделал расчет на Куранте=100, но тоже с градиентом роста от Куранта=1 до 100 в течении 20 шагов по времени.

как видно из графика, осцилляция осталась после выхода на полную амплитуду давления, что говорит, что нужно было диапазон от среднего значения до максимального сделать более растянутым, а от начального до среднего более крутым - сейчас все наоборот.

Но смысл вы поняли - нужно открывать вентиль плавно, а не срывать его кувалдой.

Соответственно, совершенно другая асимптотика сходимости по количеству шагов. Я там в конце еще переключился на Курант 10, чтобы проверить как схемные дела могли повлиять на решение, все таки увеличение шага интегрирования размазывает низкочастотные дела, но сила не поменялась. Т.е. мы вышли на стационарный режим, но с одной оговоркой, на данной расчетной сетке. Если ее проадаптировать погуще, то можно будет отловить какие-нибудь маломасштабные дела. Но это уже если оно вам надо.

kf_sapr4.jpg

2 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

@a_schelyaev Спасибо за проделанную работу, но я мало что понял, если честно (особенно про шаги интегрирования).

Если коротко, сетку получается сделать мельче; удлинить входной патрубок;

по давлениям, если задать давление прежним (912 000Па), а расход постепенно повышать эффект должен быть тот же, что и с увеличением градиента давления, так ведь?

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 58   Posted (edited)

Забубенить что-ли шоу, где я буду ходить как Константин Ивлев с пузом по КБ всячесчким, кидаться клавиатурами, бить всех по голове томиком Ландафшица или Тимошенко? А потом в конце, когда все уже не могут дрожащим пальцем попасть в кнопку мыши, я такой достаю карандаш Кохинор HB (or not HB?), таблицы Брадиса, инерционную рейсшину Ленинград и калькулятор Электроника на солнечных батарейках и со словами "Смотри, чучело..." начинаем с ним рисовать Static Mixer на бумаге в трех проекциях и в изометрии с указанием всех ГУ на бумаге и технических требований над штампом.

В конце радостно получаем кривую сходимости, переносим ее на кальку, подшиваем и я уезжаю в следующее ОКБ.

Все хлопают и на камеру, поедая банан, говорят о своих ощущениях.

 

Суть того, что я выложил, в описании характера задачи и как ее решать. Методика универсальная для всех CFD кодов с учетом на тараканы каждого кода.

Ребята, кто работает с Флюентом дальше вам подскажут, если захотят, как обойти несогласованость НУ и ГУ в вашей задаче.

Я с Флюентом не работал, больше с CFX. Но если предполагать, что они написаны на единых технологических началах, то начинайте с нулевого давления на входе, доводите до решения. Потом используйте полученное решение как НУ для следующего расчета, где вы на входе ГУ поднимите.

И так ступеньками дойдете до вашего рабочего давления.

Edited by a_schelyaev
1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну что, удалось посчитать задачу?

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 60   Posted (edited)

В 27.08.2019 в 17:49, a_schelyaev сказал:

Ну что, удалось посчитать задачу?

Нет, возникли проблемы. Возможно, дело в состоянии пара при таких низких параметрах.

 

Edited by Elias Alekseeff

Share this post


Link to post
Share on other sites

Воздух для начала попробуйте. Потом пар с уравнением состояния идеального газа. И только потом, когда отладите процесс переходите на "реальное" уравнение.

1 person likes this

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.



  • Сообщения

    • VladislavK
      Доброго времени суток,подскажите,как убрать отрисовку скруглений на чертежах?
    • ДОБРЯК
      Жесткость задана, перемещения посчитаны. Можно и силы найти. Было бы желание... ) Задача имеет физический смысл... )
    • lobzik
      Ну это уже что то не то..  Такого ни разу не было. Максимум за чам - 1 кг, обычно 0,5 кг.
      6 - это совсем перебор. 
      Индекс массы тела считают весы и прога..
      И мне еще есть куда работать, я его опустил всего на 2,5 единицы. Надо еще столько же..
       
    • Sergei
      Охлаждайте знаки, которые справа подведя воду прямо к ним. Два резиновых колечка чтоб не текло. Напрашивается рычажная форма.
    • Sergei
      Бывает, не переживай. :-))))) Вы ещё не видели чертежи фармацевтов на таблетки. :-))))))
    • chatjokey
      знаете с чем я постоянно сталкиваюсь? с чертежами, по которым невозможно изготовить деталь. и мне как то все равно, кто там. технолог или конструктор или целый отдел технологов и конструкторов.  талрепы на московский метрополитен. см ниже.  дальше. завод, который делает тортики вафельные. конвеер у них.  спрашиваю, из каких соображений сталь 45. в ответ. "самая распространенная сталь". это без шуток.  или более интересная невыполнимая задача.  в чертеже в виде заготовки заложена прецизионная раскатанная труба по H7. импортная нормализованная. сталь e355. стенка 10 в заготовке. дальше нужно сделать наружку с боем в 3 сотки от нутра и допуском в 4 сотки. и стенка 7 остается.  и паз на всю длину с допуском в 2 сотки.  мне вот интересно. кто это рисовал? как вы думаете, технолог в этом участвовал? и в чем проблема сделать такое? внутри H7 останется? если нет, то почему?    знаете что я хочу? чтобы работу свою делали профессионалы. и мне еще раз, плевать, хоть это целый отдел, хоть это конструктор и технолог в одном лице. и что такого, если это одно лицо? мне кажется что такое вполне может быть. только зп соответствующая.  нате, полюбуйтесь.  напоминаю. это метрострой.   
    • Вне зоны доступа
    • karachun
      @Rodriguezz А что касается эффективности то вот что пишет википедия о дизелях. А вот что пишет General Electric о своем ГТД промышленного класса (117 МВт/160 000 лошадиных сил - хватит на два-три контейнеровоза). Этот двигатель можно считать одним из самых эффективных ГТД в мире на данный момент. С уменьшением размеров КПД тоже падает. https://www.ge.com/power/gas/gas-turbines/lms100 То есть ДВС из обыкновенного грузовика может уделать по эффективности один из самых эффективных ГТД промышленного класса. У маленького двигателя КПД может быть 20-30%. В коммерческих целях применять его будет невыгодно. Еще вопросы есть?
    • catiauser
      Похоже на какую то чать ЖД вагона...
      Партия должна быть очень большой, что бы такой штамп и пресс окупились.
    • KsunReh
      @ЖЭК на какие циклы Вы (или заказчик) рассчитывает на новой форме? Давно это было, но то что я видел работало в среднем 38-50 секунд на ПЭ и ПОМе. Конечно, если у Вас хотят раза в два быстрее, то задуматься об охлаждении необходимо. Фото к сожалению нет.    Фонтанирующие трубки в данном случае не подходят так как в конструкциях ПФ на подобные изделия знаки обычно испытывают определенные нагрузки при смыкании формы и особенно при извлечении из отливки, учитывая их небольшой рабочий диаметр, трубки слишком сильно их ослабят. НО я бы прикинул возможность установки короткой трубки в расширенной части знака, это будет эффективнее, чем охлаждение через торец хвоста...