Знатокам КосмосФлоуворка.

[vector 13]

Скажите пожалуйста, возможно ли решить с помощью флоуворка вот такую задачу.(Условие задачи на эскизе). Есть два момента смущающие меня. Это большая длина, и второе, это вот такой многослойный «бутерброд».

Данные по материалам я не приводил, так как меня интересует вопрос в принципе. Если задача решаема, и кто-то подскажет назначение начальных и граничных условий, а также какую сетку строить при такой большой длине и таких малых толщинах стенок, буду особо благодарен за науку.

Изменено 18 ноября 2006 пользователем vector

[a_a_a 0]

Если "в лоб" решать, то будет, конечно, трудновато (мягко говоря) .

Но если ...

1. Взять CFW 2007 - он очень прилично разрешает "тонкие стенки".

2. Рассчитывать по длине по кускам, используя опцию Transferred boundary condition, перенося граничные условия с конца одного участка на начало другого...

... то кое-что может получиться .

[vector 13]

Наверное на куски нельзя рассекать. Вы невнимательно посмотрели эскиз. Охлаж. жидкость по трубке идет туда-обратно, туда -обратно . И соотвественно ее температура тоже будет менятся по длине трубки ( длина охлаждающей трубки 160м) ну и условия охлаждения тоже. Или пренебречь этим и переделать модель чтобы охлаждающая жидкость шла четырьмя параллельными потоками. Но тогда возникает вопрос , а какова будет погрешность такого расчета?

И еще :

1) Температура окружающей среды – воздуха +32 по Цельсию. Как мне задать поступления тепла внутрь .

2) Как видите, между трубками остаются пустоты которые заполненные воздухом, а в книге Алямовского сказано что Космосфлоуворк не считает одновременно и газ жидкость. Хотя они в данной задаче разделены стенками труб.В общем для меня, делающего первые шаги в этой программе, этот момент не ясен.

[ivanklok 0]

1. На внешней стенке задаете температуру и коэффициент теплоотдали, например 10, думаю, сильно не ошибетесь.

2. В фловерксе реализована функция сабдоменов, если газ с жидкостью не смешивается, то все у Вас будет работать.

[vector 13]

Спасибо ivanklok и а а а . Два вопроса прояснились. Если б еще кто-то ответил на вопрос на счет труб то было бы вообще прекрасно.

Да , а как задать воздух в промежутке между труб? Как материал?

Изменено 20 ноября 2006 пользователем vector

[a_a_a 0]

Насчет встречного движения - да, не разглядел...

Но от этого лучше не стало .

Я бы сначала попробовал решить задачу для длины около метра и оценил бы время счета и потребную оперативную память .

Заодно рассмотрел два варианта - с учетом теплообмена конвекцией (и, не к ночи будь сказано - это еще время -радиацией), во внутренних воздушных полостях (никакого материала туда вставлять не надо - это, действительно, начиная с версии 2006 - субдомены. А работают они только если не имеют выхода во внешнее пространство) и, скорее всего, пришел бы к выводу, что этот фактор мало влияет на общий теплобмен.

А потом бы заключил, что всю длину численным счетом взять нереально (может только в 64-разрядной системе с десятком-другим гигабайт) и провел бы набор расчетов с различной комбинацией температур в рубашках (попутной и встречной) и в охлаждаемой/нагреваемой жидкости c определением зависимости между температурами (изменением температур). Потом бы по участкам (штукам бы по пяти - десяти) попытался бы что-то аналитически изобразить .

В любом случае на такой большой длине (правильнее сказать, отношении поперечных размеров к продольным) считать в сечении одновременно несколько полостей с текучей средой + несколько тел малореально .

Кстати, там еще симметрию можно учесть, как минимум, относительно одной плоскости и, если постараться - считать только четверть .

И обязательно нужна 2007 версия, так как протяженные тонкие стенки, разделяющие текучие среды и/или находящиеся внутри среды, она обрабатывает намного лучше, чем все предыдущие, не увеличивая размерность катастрофически.

[ivanklok 0]

Я не вижу проблем в задаче. Я бы попробовал в лоб, удлиннил бы по одному направлению ячейки.

Нужно выбрать два рабочих тела(или сколько хотите). Начальные условия(все заполнить, например, воздухом). На Inlet, где вода, подать воду, где воздух - воздух.

[vector 13]

Так, уже есть два мнения. Это хорошо. Хотя я думаю что совет а а а более верный, но решил испробовать оба. Начал как посоветовал ivanklok и сразу облом. Ну не могу назначить воздух в полостях между трубами ( в которых, повторюсь, течет вода). ivanklok пишет:

Нужно выбрать два рабочих тела(или сколько хотите). Начальные условия(все заполнить, например, воздухом). На Inlet, где вода, подать воду, где воздух - воздух.

А выбрать два рабочих тела получается только так: или две жидкости или два газа.

Поэтому еще раз спрашиваю: у меня Космосфлоуворк 2005, как в нем задать заполнения пустот между трубками воздухом , или ни как ? или нужен только Космосфлоуворк 2006-2007?

И вопрос не совсем по теме. Есть ли сайт где на русском языке пишется что нового появилось в новых версиях Космосфлоуворк и Космосворк.

Спасибо всем ответившим.

[a_a_a 0]

По одной трубе запустить воду, а по другой - другую жидкость или газ можно (без лишних проблем) только, начиная с версии 2006! До этого нужны были всякие хитрости.

Геометрию с подобным соотношением размеров - поперек размер небольшой, но относительно сложная структура с тонкостенными объектами, а повдоль - длина в сотни раз больше поперечной, если и можно взять "в лоб", то только (попробовать) в 2007. В 2006 что-то на компьютере с 1..2 Гб получится только при соотношении (для данной задачи) 20 .. 30. Больше - просто не хватит памяти, или ерунда насчитается при редкой сетке.

Но я бы (снова) попробовал на короткой системе понять, а сколько тепла перераспределяется между трубами за счет конвекции/радиации в воздухе, а затем не насиловал компьютер (энергокризис намечается в стране ).

Информация об отличии версий, разумеется, у реселлеров !

Кстати, недавно была конференция SWR, там все и объяснялось подробно. Приглашали всех желающих. Даже буфет был

[ivanklok 0]

Нужна свежая версия фловеркса.

[vector 13]

Спасибо. Понял. Поставил флоуворк 2006 сервис пак 1. Попробую порешать. Если что то получится, то напишу. Но думаю это будет не скоро. А все таки мне интересно, а какое такое ухищрение есть чтобы в 2005 задать и воду и воздух ( в разных трубах разумеется)?

Ну а конференция с буфетом – это классно, может там еще и пиво давали? Но это у вас a_a_a наверное в Москве или Питере, а у нас в Черкассах такого не-е-т.

Изменено 13 декабря 2006 пользователем vector

[vector 13]

На один из своих вопросов нашел ответ сам . Оказывается есть прием для задачи одновременно и жидкости и газа разделенных стенкой (в старых версиях флоуворка) . Цитирую, может кому ни будь пригодится.

Если в задаче рассматривается течение жидкости и газа (жидкость и газ протекают в замкнутых непересекающихся объемах, т. е. без смешения), то такой случай можно смоделировать в COSMOSFIoWorks. Для этого в инженерной базе данных необходимо создать новое вещество, формально являющееся текучей средой одного типа, но со свойствами другой текучей среды, например, газ со свойствами жидкости или жидкость со свойствами газа, и потом использовать его в проекте вместе с другой текучей средой.

[vector 13]

Как и обещал, выкладываю результаты решения. Рассчитывал, как мне и советовали , отрезок длиной 1м. Сетка такая: cells - 97312 из них fluid cells - 20052, solid cells - 37580, partical cells – 39680, irregular cells – 220. Вдоль трубы вообще взял длину ячейки = 0,1м.

Расчет шел у меня 2часа 40минут. А у меня длина охладителя 40м !!! А еще нужно добиваться сеточной сходимости. В общем при расчете по кускам общее время расчета получится огромное.

[ivanklok 0]

Четвертинку можно считать, с двумя плоскостями симметрии.

[Mikhail33 1]

Уважаемые, а как же насчет irregular cells – 220?

Получается что ваша сетка даже геометрию не разрешает...

Думаю, что надо исследование сеточной сходимости нужно начинать с момента, когда irregular cells – 0.

[a_a_a 0]

Эту красивую картинку нужно посмотреть (показать) с отображением сетки в сечении без! привязки к геометрии и без! интерполяции . Тогда, судя по всему, выяснится, что воздшный мешок она, скорее всего, разрешила (в смысле сетку построила) не вполне адекватно . Косвенным признаком этого является то, что синие полосы соединяют в воздухе трубы. С чего это в текучей малоподвижной среде такой градиент температуры?!

А заодно не грех проверить, учитывалась ли гравитация. Без нее конвекция в воздухе развиваться нормально не будет.

Что касается "плохих" или, тактично, нерегулярных ячеек, то это следствие малой плотности сетки. Сосредоточены они, скорее всего, в зоне острых углов на стыке трех тел. Вряд ли от них удастся до конца избавиться в этой задаче, но если они займут относительно небольшие объемы, то горя большого не cлучится.

А на примере маленькой модели (при условии, что она правильная) нужно все-таки оценить вклад теплообмена через конвекцию в воздухе. И решительно выкинуть его, если он влияет меньше, чем на 5 - 10 процентов. Тогда и плохих (во всех смыслах) ячеек будет меньше. И просто ячеек будет меньше.

... и можно будет посчитать трубу метров эдак ...

[a_a_a 0]

Я тут еще задумался насчет того, а будет ли корректной модель на совсем уж короткой трубе.

Дело в том, что в ней не успеет установиться пограничный слой, и теплоотдача на стенках будет явно завышенной (поскольку скорость у стенки вблизи входа будет такой же, как и в центре). В CFW можно использовать в качестве граничных условий на входе - т. наз. "развитые" течения. Однако они применимы только для круглых и, начиная с 2007, - для прямоугольных сечений. Здесь же сечения похожи на ...

Поэтому нужно определиться (на простой трубе) с тем, какова длина "начального" участка.

А затем, используя всевозможные трюки, ухитриться "взять" промежуточные интегральные (по сечению) условия на "входе" в стабильную зону. И уже на этой основе определять аналоги коэффициентов теплоотдачи, которые потом помогут (будем надеяться) просчитать всю длину.

Кстати, есть еще один фокус. Удлинить перед входом только трубы с водой за счет неких патрубков с нулевой теплопроводностью. Это потребует немного ресурсов, зато в них все стабилизируется, и уже в "основной" модели все будет ОК.

[Miki 3]

конечно сорри что влезаю но разве уже не становится понятно что решить более-менее реальное устройство с помощью декартовых сеток в CWF и FV вряд ли возможно. ( имхо в приемлемых временных рамках не возможно)

применяйте нормальные пакеты и все получиться.

напр перекрестноточный теплообменник, вариант без коллекторов

[Miki 3]

А заодно не грех проверить, учитывалась ли гравитация. Без нее конвекция в воздухе развиваться нормально не будет.

интересненько получается, оказывается конвекция (вынужденная, судя по условиям задачи) зависит от гравитации

дальше еще интересней.

А на примере маленькой модели (при условии, что она правильная) нужно все-таки оценить вклад теплообмена через конвекцию в воздухе. И решительно выкинуть его, если он влияет меньше, чем на 5 - 10 процентов.

э-э это как это а чем же будет тепло переноситься в теплообменнике ? только теплопроводностью ? оригинально

[a_a_a 0]

В задаче воздух, как понял, находится в полостях между трубками. Его, судя по всему, никто и ничто (кроме гравитации) (и пульсации гибких шлангов ) двигаться не заставляет.

Поэтому нужно просчитать долю, которую она (а также, кстати, теплообмен излучением) вносит в теплообмен и принять решение, нужно ли этот воздух включать в модель.

Если о сетках в COSMOSFloWorks, то ортогональная там только базовая сетка. В версиях до 2006 вкл. она может дробиться на границе "тело-среда" или "тело-тело" одной произвольной плоскостью. В 2007 версии - произвольным, по сути, числом параллельных плоскостей.

Что касается примера с теплообменником, то, если судить по картинке, современный CFW эту задачу поднять, как кажется, в состоянии.