Расчет свободной сверзвуковой неизобарической струи

[Miki 3]

имхо самый простой и нормальный способ это нормально посчитать сверхзвуковое сопло добавленное на вход в вашу модель. эксперимент то явно проводился не просто со срезом, а с соплом, так что есть очень большая вероятность того что без сопла вы не получите нормальных количественных результатов. тем более в даном варианте измеряются значения лежащие на граничном условии, что не есть очень хорошо, ибо любое гран условие вносит свои допущения.

тем более приделать сопло и посчитать не так уж и сложно.

[dmiantosha 11]

Если пределать сопло, то предеться добавлять его с скамерой и с до-, сверхзвукоыой частью, что приведет к дополнительному расету. Далее мне необходима произвести блочный расчет, то есть будут четыре близко расположенных сопла, и четыре камеры - это будет трудновато.

Эмпирические формулы, берут в виде своих аргументов два параметра на оси среза сопла: n - степень нерасчетности, M - число Маха. С помощю этих фомул, болучаешь дину и диаметр первой бочки.

Эксперимент. Я думаю что они вообще просто воздух из балона через насадок пускали и не было у них никаких сопел.

[dmiantosha 11]

Народ, представляете, я тут узнал, что задавать ГУ на срезе или на сфере, как это делал я, вообще не коректно, так как там есть особая точка, МКЭ задача правильно не решаеться. В этой точке с одной стороны (со стороны сопла) поток сжат, а сдругой происходит расширение Прандтля-Майя и в одной этой дискрентной точке, давление сразу же принемает значения от давления на срезе до давлени окружающей среды. Говорят, что нужно отступить от сопла, на некоторе растояние (маленькое), размазать эту точку и имено там задать ГУ.

Кто-нибудь может что-нибудь сказать по этому поводу?

[BadArtem 9]

В общем, дело обстоит так: надо считать сопло. Двухмерных формул нет, так как распределение чисел М и всего остального на срезе сопла зависит от профиля сопла и отношения площадей среза и критического сечения, а также числа k. Могу также подкинуть книжку "Пирумов, Росляков-Газовая динамика сопел" ~4 Мб. Для сравнения с экспериментом надо также знать профиль сопла. Кроме того, распределения М, P,T,U на срезе могут быть и немонотонны.

>Эксперимент. Я думаю что они вообще просто воздух из балона >через насадок пускали и не было у них никаких сопел.

Насадок-то наверное соплового типа?

[dmiantosha 11]

Все равно, даже с соплом, как мне говорят от этой точки не отвертишся.

[BadArtem 9]

Когда я считал истечение из сопла в атмосферу у меня проблем особых не было, правда на хвост я внимания не обращал, больше интересовали процессы в сопле

В любом случае, в итоге получается граница дозвук-сверхзвук. По- моему это как бы одна сплошная особая точка :) А переход от стенки к атмосфере... Атмосфера, что-то вроде гибкой границы. Ведь на стенке-дозвук работают условия прилипания, так?

[dmiantosha 11]

Ну так сопло, оно и в африке сопло. Газодинамика в принципе понятна. Сосуд, практически со всеми падающами по длине параметрами. А вот струя. Там эти бочки, весячиие скачи, отраженные скачки, маховые диски и т. п. И все должно совпадать с экпериментом, иначе расчет не верен и на случаи, в котроых экперимента еще не было расчет CFX'а распрстранять нельзя.

А задача сама по себе очень интересна. Теория стуй до конца не изучена. Точного математического аппарата нет.

С особой точкой у тебя только догадки, в принципе как и у меня. Про точку мне рассказал достаточно посвещенный в эти дела человек, так что не знаю.

Изменено 7 февраля 2007 пользователем dmiantosha

[BadArtem 9]

Что можно сказать точно: на срезе сопла при истечении в атмосферу садится скачок уплотнения типа сверхзвук-дозвук. Конечно, методом характеристик эту точку не рассчитаешь. А вот МКО (метод контрольных объемов) - можно. Этот метод и реализован в CFX. Точного матаппарата нет, иначе нет смысла в CFD пакетах. Сложность в том, что "рулевых" параметров, которыми можно подогнать расчет к эксперименту мы не знаем, тк для этого надо влазить в код пакета. Поэтому самый правильный вариант - попытаться максимально корректно смоделировать условия эксперимента и сделать соответсвующие выводы из сравнения с расчетом. В принципе 100% совпадения никто обычно не требует. А насчет сетки я Вас понимаю - задачи действительно тяжелые.

[dmiantosha 11]

А вот еще такая штука образовалось. Срез сопла вырезен в цилинде, береться только сектор в 20 градусов. Задеться Inlet, Симметрия, на цилиндрической поверхности Opening. А вот на торце, куда истекает поток сначала поставил Outlet, получил всем известную ошбка, тип "стена расположен на пути к OutLet'у на 5% из face ну и т.д (A wall has been placed ...)." В итоге получил результат. Потом поменял на Opening. По скоростям почти ничего не поменялось, а вот давление При Outlet'е все хорошо и похожо на правду, при Opening, в rонце появляеться какой-то необъяснимый всплеск давления, при чем такой что

У меня один вопрос, что это за бред?

BadArtem

ну ты же видел, я тебе прислал свои резкльтаты. Они и на 50% по диметру не верны.

[BadArtem 9]

1) Reference pressure - на ноль. Иначе намаетесь с параметрами газа.

2) Проверьте давление на opening там стоит static pressure или pressure ...? Надо ставить static.

3) Обычно после таких картинок расчет падает.

4) Можно попробовать AMG и double precision

[dmiantosha 11]

1) На ноль не могу. Степенб неарасчетности станет = бесконечности.

2)Там Static, да

3)Да нет, вот скорсоти почему то нормальные.

4) Это где-то в настройка cамого Солвера? А то это такое?

[dmiantosha 11]

А не вот, double precision нашел, AMG нет и что это все равно не знаю. Может кто подскажет?

[Miki 3]

AMG стоит по умолчанию, не морочьте друг другу головы

у вас проблемы с общим пониманием постановки задачи.

в погоне за размерностью задачи (других причин не вижу) вы пытаетесь сжать задачу настолько что на результат начинает влиять близость граничного условия.

сие недопустимо. отодвигайте граничные условия если хотите получить нестесненную струю. иначе никакой opening не поможет, это всего лишь условие давления которое не ограничивает направление вектора скорости наружу/внутрь. если проявите терпение и внимательно посмотрите на настройки openinga то увидите что направление вектора вообще то задается (по умолчанию нормаль)

выход из среза сопла также некорректен, как уже говорил ранее отодвигайте срез дальше. на входе в сопло задаете скорость ? подумайте о эпюре в реальном сопле. при простом задании скорости она задается как прямоуголная эпюра.

[dmiantosha 11]

Ну конечно не совсем треугльная. Вы мне тоже, советуете задавать ГУ внутри сопла, например, в критичеком сечении. Я вас правильно понял? А насклько далеко отадвигать ГУ. Ведь хвост от сруи будет тянуться метров на 20, 30. Я не смогу посчитать такую большую сетку, тем более, когда сопел станет 4 и еще добавиться набегающий поток.

С давлением разобрался, это мой лаг, у всех прошу прощения.

[BadArtem 9]

dmiantosha, понятно что размерность задачи и время ее расчета прямо скажем глобальные. Я предлагаю сделать следующее:

1) Сначала разобраться с течением внутри сопла при истечении в вакуум. Модель будет содержать только внутреннюю часть сопла без окружающей среды. Заодно определите эпюры скоростей и т.п.

2) Расчет сопла при истечении в атмосферу, здесь возможны варианты задания ГУ. Либо все сопло целиком, либо немного отступить внутрь сопла и задать ГУ в виде полиномов (P,T,U(x,y,z)).

При этом надо добиться, чтобы течение согласовывалось с экспериментом. Насколько я понял, пока в этом месте проблема.

3) Расчет двух соседних сопел в месте наименьшего расстояния между ними (сектор градусов 5-10)

4) Критический анализ результатов п.1-3 и может быть еще какой-нибудь расчет для уточнения картины

5) Я думаю, далеко вниз по потоку нет смысла моделировать, ведь интересует давление на донном экране двигателя?

[dmiantosha 11]

Я попробую сделать как вы посоветовали. Вот только с сетором не очень понятно, а интересует обратное течение. При 4 близко расположенных соплах, струи начинают взаимодействовать между собой и уже даже при не очень больших степенях не расчетности образуеться обратное течение. Струи сталкиваються на оси ракеты и из этой области поток начинает течь обратно на дно ракеты, что как вы понемаете не очень хорошо. Чтобы этого избежать сопла немного разводят, так чтобы они не взаимодействовали на первых бочках, но это приводит к потери тяги, тем более давление с высотой падает и бочки растут в диаметре. Поэтому ставят пластины между соплами, что приводит к лишней массе, что тоже не есть гуд.

Мне очень понравилась мысль о поучении эпюр расперделени скоростей и давлений по срезу сопла. Точно, я же могу получить это расперделение один раз и больше не считать и сами камеры в расчет струй уже не добовлять. Вот эта классная идея. А можна как-нибудь перенести это распеределение с задачи решения сопел на задачу решения струй. Ну то есть Outlet для сопла сделать Inlet'ом для струй не прибегая к матиматическим формула. Ну как-нибудь передать результаты одного расчета как входные данные другого средствами CFX?

[-nad- 0]

Так чем все закончилось?:)

Может быть у вас остались файлы сеток и расчетов, а то даже качественно правильная картина не выходит