моделирование кавитации

[Makarrr 15]

Доброго времени суток.

Столкнулся с проблемкой при моделировании кавитации на трубопроводной арматуре, а именно на дисковом затворе.

Для арматуры есть некая характеристика - пропускная способность: расход*(плотность/потеря давления)^0.5.

При моделировании течения воды без всяких приблуд получается одно значение пропускной способности, включаю смесь + кавитацию (но перепад давления беру небольшой и зоны кавитации отстуствуют) - пропускная способность получается больше на 10-15% для разных моделей турбулентности.

Режим течения гарантированно турбулентный.

С такой фигней столкнулся впервые, на обычных регулирующих клапанах что с учетом, что без учета кавитации пропускная способность примерно одинаковая (для бескавитационных режимов).

 

В чем может быть подвох?
 

[piden 2 874]

3 hours ago, Makarrr said:

В чем может быть подвох?

Может, попробовать отдельно рассмотреть величины, входящие в формулу пропускной способности? Обнаружить, что именно влияет. Потом можно думать о причинах.

К примеру, как в задаче вы определяете потери давления? Мин. давление со включенной кавитацией стало меньше (ушли отрицательные значения) => потеря давления меньше => пропускная способность выросла.

 

 

Изменено 20 января 2020 пользователем piden

[Makarrr 15]

17 минут назад, piden сказал:

Может, попробовать отдельно рассмотреть величины, входящие в формулу пропускной способности? Обнаружить, что именно влияет. Потом можно думать о причинах.

К примеру, как в задаче вы определяете потери давления? Мин. давление со включенной кавитацией стало меньше (ушли отрицательные значения) => потеря давления меньше => пропускная способность выросла.

Задаю давления на входе и выходе. На входе 1 МПа (полное), на выходе 0,8 МПа (соответственно - избыточное). В результате на выходе полное давление без кав - 0,8089, с кав - 0,812; расход без кав - 0,43 куба/сек, с кав - 0,485 куб/сек.

Т.е. коэффициент сопротивление проточной части получается меньше.
 

[piden 2 874]

2 minutes ago, Makarrr said:

с кав - 0,485 куб/сек

с кав - вода превратилась в пар, стала занимать больший объем. Массовый расход какой?

[Makarrr 15]

7 минут назад, piden сказал:

кав - вода превратилась в пар, стала занимать больший объем. Массовый расход какой?

При таких давлениях вода не превращается в пар. Кавитация в потоке отсутствует, соответственно зоны со вторичной фазой тоже. Расход 0,484..... кг/сек - всё соответствует.
 

[piden 2 874]

3 minutes ago, Makarrr said:

При таких давлениях вода не превращается в пар.

"При таких давлениях" - с вашей стороны были приведены давления только на входе и выходе. Увидеть, какие у вас в задаче локальные падения давления - моих экстрасенсорных способностей не хватило.

Вижу только

26 minutes ago, Makarrr said:

расход без кав - 0,43 куба/сек

с кав - 0,485 куб/сек.

и утверждения, что

6 minutes ago, Makarrr said:

Кавитация в потоке отсутствует

Хорошо, пусть отсутствует. Как вы себе объясняете разницу в объемном расходе?

[Fedor 1 597]

Я когда банку пива открываю, то за счет пузырьков его объем тоже становится больше   ... :)

Цитата

сверхкавитационные торпеды, используемые военными, обволакиваются в большие кавитационные пузыри. Существенно уменьшая контакт с водой, эти торпеды могут передвигаться значительно быстрее, чем обыкновенные торпеды. Так сверхкавитационная торпеда «Шквал», в зависимости от плотности водной среды, развивает скорость до 370 км/ч

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

Изменено 20 января 2020 пользователем Fedor

[Makarrr 15]

9 минут назад, piden сказал:

Хорошо, пусть отсутствует. Как вы себе объясняете разницу в объемном расходе?

                          "Volume Integral Report"

                         phase-2
                      Total Mass                 (kg)
-------------------------------- --------------------
                        geom.par                    0
                ---------------- --------------------
                             Net                    0

 

И в объемном и в массовом расходе идет различие. Этот результат нефизичен и я думаю, что где то глюк.

А мысль смотреть массовый расход очень даже здравый.

 

 

Задачка вроде тривиальная, но что то пошло не совсем верно или я что то делаю неверно.

 

 

 

Прикрепил данные по модели.
 

file-name1

23 минуты назад, Fedor сказал:

Я когда банку пива открываю, то за счет пузырьков его объем тоже становится больше   ... :)

Тока при кавитации эти пузырьки потом быстренько схлопываются и из бутылки не вырываются.

 

Это кавитация за 20 дней сделала.

 

 

[Fedor 1 597]

Цитата

Тока при кавитации эти пузырьки потом быстренько схлопываются и из бутылки не вырываются

когда как

Цитата

Кавитация – это процесс образования в жидкости полостей (кавитационных пузырьков), заполненных газом и/или паром.^[1]

Примеры:

- кипение воды в чайнике;

- бурление пузырьков шампанского после вскрытия бутылки

:)

[piden 2 874]

7 minutes ago, Makarrr said:

Задачка вроде тривиальная, но что то пошло не совсем верно или я что то делаю неверно.

Да, обычно именно так) Плюсом идет "или я чего-то не понимаю", из-за которого, собственно, и получаем ваш последний пункт.

 

И, чтобы исключить вариант "что-то пошло не совсем верно" и углубить понимание, есть смысл сделать задачу с кавитацией из верификационных примеров или примеров с портала. Сравнить, как она ведет себя на настройках с/без кавитации, сравнить настройки солвера, результаты с/без двойной точности. Потом докрутить сетку и настройки до своей задачи. Типа азбука.
 

Можете попробовать выложить всю задачу, а не саммари репорт. Может, с другой несекретной сеткой.

Я не ахти спец по кавитации, но может посмотрит кто-то еще.

 

Не думаю, что есть смысл обсуждать настройки, если не сталкивался конкретно с такой проблемой и не знаешь точно, в чем именно причина.

Но раз уж есть репорт 

 

Лично я не фанат этих настроек:



но рационально объяснить предпочтения не могу.. Видимо, из-за любви к CFX'у сердцу ближе pseudo-transient coupled схема.

Pressure-Velocity Coupling

      Parameter   Value    
      ------------------
      Type        SIMPLE   

   Discretization Scheme

      Variable                    Scheme                
      -----------------------------------------------
      Pressure                    PRESTO!               
      Momentum                    First Order Upwind    
      Volume Fraction             First Order Upwind    
      Turbulent Kinetic Energy    Second Order Upwind   
      Specific Dissipation Rate   First Order Upwind    

[karachun 2 038]

@Makarrr Вы что-то не то скинули - файл без расширения и весом в 12 Кб.

UPD.

Разобрался - это текстовый файл

Изменено 20 января 2020 пользователем karachun

[Fedor 1 597]

Трение из-за пузырьков как у торпеды становится меньше, вот и увеличивается массовый расход. Пиво тоже с пузырьками лучше в горло затекает чем когда без пузырьков :)

[Makarrr 15]

В обсчем взял модельку из тюториала, получил совпадающий результат.

Увеличил давление на выходе для обеспечения бескавитационного режима. Получил: отсутствие вторичной фазы, расход 0,00058 кубов в секунду или 0,58 кг/сек.

Убрал модель смеси. При тех же граничных условиях расход 0,00055 кубов в секунду или 0,55 кг/сек.

Как-то так.
 

[piden 2 874]

8 minutes ago, Makarrr said:

В обсчем взял модельку из тюториала,

Ну написали бы, из какого)

9 minutes ago, Makarrr said:

Увеличил давление на выходе для обеспечения бескавитационного режима.

Опять же, как? Или это просто отчет с полей, а не приглашение разобраться?

[Makarrr 15]

12 минуты назад, piden сказал:

Опять же, как?

 

 

 

 

 

 

 

 

Поменял 95000 Па на 400000 Па

10 минут назад, piden сказал:

Ну написали бы, из какого)

Из этого. Откуда эта хрень - не знаю, валяется много лет на диске.
 

 

fluent-tut-21.pdf

[karachun 2 038]

32 минуты назад, Makarrr сказал:

Откуда эта хрень - не знаю

На рутрекере есть полный сборник туториалов для 17 ансиса, с сетками. Эта глава оттуда.

[Makarrr 15]

34 минуты назад, karachun сказал:

17 ансиса

Только эта хрень у меня года, эдак, с 14-15 валяется.
 

[karachun 2 038]

13 минуты назад, Makarrr сказал:

Только эта хрень у меня года, эдак, с 14-15 валяется.

Да, по оформлению видно что это более ранняя версия. В любом случае теперь Вы знаете где взять еще этой хрени.

[Makarrr 15]

21 минуту назад, karachun сказал:

Вы знаете где взять еще этой хрени.

Да у меня её много. Просто выше советовали взять верифицированные примеры или примеры с портала...

Видимо математические модели где то не стыкуются, из-за этого вылезает расхождение.  
 

[karachun 2 038]

12 минуты назад, Makarrr сказал:

Видимо математические модели где то не стыкуются, из-за этого вылезает расхождение.  

Вы модель выложите. Мало-ли, может там сетка плохая или где-то не та опция выставлена. Пока в этой теме только слова. Может там на самом деле все таки есть некоторая кавитация которая и влияет на расход.

"Кабы схемку аль чертеж -
Мы б затеяли вертеж.
Ну, а так - ищи, сколь хочешь,
Черта лысого найдешь!"

Изменено 22 января 2020 пользователем karachun