Глубина канала не соответсвует с ручными расчетными данными

[almazk3 2]

Здравствуйте. В соседней теме этот же расчет делал в программе Autodesk Simulation, там тоже такая же проблема была. Решил проверить в flowsimulation, здесь тоже такая же картина, что глубина канала не совпадает с ручным расчетом. Ширина канала 1 м, уклон в начале 0,1 , уклон в конце 0,001, расход 2м3/с. На картинке глубина по всей длине  канала одинаковая. Тогда как должно быть при разных уклонах канала разная глубина. Расчет делала по уравнению маннинга.    

[Jesse 958]

1 час назад, almazk3 сказал:

Расчет делала по уравнению маннинга

 

1 час назад, almazk3 сказал:

   

у вас в формулке в степени r ошибочка. Должно быть так

1 час назад, almazk3 сказал:

На картинке глубина по всей длине  канала одинаковая. Тогда как должно быть при разных уклонах канала разная глубина.

вы про глубину потока? Так поток в обычном расчёте заполняет весь объём. Примерно конечно можно судить по полю давлений или скорости, но для точного определения глубины нужно моделировать свободную поверхность aka Volume of Fluid (VoF method). Т.е нужно задать начальное распределение для воды и воздуха и считать нестационарную задачу, примерно как здесь

 

[karachun 2 038]

@almazk3 Скиньте сюда еще ссылку на темы в другом разделе и на тему на dwg.ru. А то получается что обсуждение разбросано по всему интернету.

По задаче есть два замечания:

1) Сетка у вас очень грубая, весь поток ниже по течению умещается в 2-3 элемента.

https://forum.dwg.ru/attachment.php?attachmentid=254163&stc=1&d=1678775714

 

2) В таких задачах нужно задавать распределение жидкости и газа не только на входе но и на выходе. Т.е. на выходе нужно задать примерную высоту потока воды. И вот эта заданная высота будет не давать воде слишком быстро вытекать из домена.

[almazk3 2]

18 часов назад, karachun сказал:

@almazk3 Скиньте сюда еще ссылку на темы в другом разделе и на тему на dwg.ru. А то получается что обсуждение разбросано по всему интернету.

По задаче есть два замечания:

1) Сетка у вас очень грубая, весь поток ниже по течению умещается в 2-3 элемента.

https://forum.dwg.ru/attachment.php?attachmentid=254163&stc=1&d=1678775714

 

2) В таких задачах нужно задавать распределение жидкости и газа не только на входе но и на выходе. Т.е. на выходе нужно задать примерную высоту потока воды. И вот эта заданная высота будет не давать воде слишком быстро вытекать из домена.

Большое спасибо, Вы меня сильно выручили! Хотел бы уточнить, под заданной высоте имеется виду начальные условия? 

[karachun 2 038]

@almazk3 Нет, я имел в виду граничное условие на выходе.

[almazk3 2]

2 часа назад, karachun сказал:

@almazk3 Нет, я имел в виду граничное условие на выходе.

Я вот так задал, так правильно будет или оно будет переполняться?

 

[karachun 2 038]

Насколько я помню то в граничных условиях задается расход воздуха и расход воды но как это делается в солидворксе я вам не подскажу, я считал подобное в другом пакете.

 

 

Я уточню что возможно на выходе нужно не распределение самой фазы а нужно правильное распределение давления - выше предполагаемой границы фаз оно нулевое а ниже давление гидростатическое. Это давление и не дает воде слишком быстро вытекать из домена. В некоторых решателях нужно задавать это давление в явном виде, функцией а в других можно задать расходы воздуха и воды и решатель сам определит из этих расходов профиль давления.

Изменено 15 марта 2023 пользователем karachun

[karachun 2 038]

 

 

Вообще посмотрите в сети туториалы и документацию к солидворксу, там это должно быть подробно описано.

[Jesse 958]

2 часа назад, almazk3 сказал:

Я вот так задал, так правильно будет или оно будет переполняться?

вот так вообще не посчитается, потому что с ГУ двумя расходами невозможно посчитать стационарную задачу..))

[Jesse 958]

Решил взять для начала более простой вариант с прямой трубой D100мм, вода, длина 1600 мм, стационар без гравитации, скорость на входе 1 м/с, на выходе атмосфера.

Эпюру давление/скорость.

 

Дефолтный вариант:

На обоих концах ГУ назначены по высоте половины диаметра:

На конце где выход атмосфера назначено постоянное давление по половине диаметра:

Хрень какая то

 

 

[karachun 2 038]

@Jesse Там все только за счет гравитации и работает.

[Jesse 958]

Блин, но я всё равно хз как более менее точно можно узнать скорость и высоту течения по всей длине открытого канала без моделирования свободной поверхности..)) В сложных конструкциях под малым давлением видел как программа таки вообще рисует всякие вихри где жидкости в принципе быть не должно...)

[karachun 2 038]

Судя по вот этим видео в граничных условиях вообще ничего задавать не нужно, нужно в свойствах домена задать скорость потока и положение свободной поверхности. И дальше решатель все считает сам.
https://www.youtube.com/watch?v=-cgFb-DKFfc

https://www.youtube.com/watch?v=gPyrm-qIHEY

В разных решателях это все задается по разному, например в CFX нужно самому на выходе задавать гидростатическое распределение давления по высоте, иначе вода у дна будет убегать быстрее чем нужно и в целом поток будет сильно отличаться от ожидаемого.

https://cccp3d.ru/topic/33864-урок-free-surface-flow-over-a-bump/

 

26.04.2010 в 18:56, kristeen сказал:

... pressure-specified outlet boundary, where the pressure above the free surface is constant and the pressure

below the free surface is a hydrostatic distribution. This requires you to know the approximate height of the

fluid at the outlet. In this case, an analytical solution for 1D flow over a bump was used to determine the value

for DownH in Creating Expressions in CEL (p. 128). The simulation is not sensitive to the exact outlet fluid

height, so an approximation is sufficient. You will examine the effect of the outlet boundary condition in the

postprocessing section and confirm that it does not affect the validity of the results. It is necessary to specify

such a boundary condition to force the flow downstream of the bump into the supercritical regime.

(CFX Tutorial > Chapter 9. Free Surface Flow Over a Bump > Creating Expressions for Initial and Boundary Conditions)

[Jesse 958]

@karachun , по-моему мы не допоняли друг друга..)
Имхо ТС собирался добиться совпадения с аналитикой (скорость, высота) без моделирования свободной поверхности в численном счёте..

18 часов назад, karachun сказал:

за счет гравитации

пересчитал с гравитацией (без VOF!!)

Что-то качественное заключить можно, но имхо делать какие-то количественные заключения по этой эпюре неверно..) 

16 часов назад, karachun сказал:

https://www.youtube.com/watch?v=-cgFb-DKFfc

https://www.youtube.com/watch?v=gPyrm-qIHEY

спс, прикольно. Я то думал в начальных условиях надо обязательно задавать объём воды/воздуха..) а тут в мастер проекте при задании распределения скорости оказывается тоже можно, даже не замечал... Хотя использовать свободную поверхность для рабочих задач пока не приходилось..)

[karachun 2 038]

2 часа назад, Jesse сказал:

Имхо ТС собирался добиться совпадения с аналитикой (скорость, высота) без моделирования свободной поверхности в численном счёте..

Похоже что только ТС об этом и знает.

 

@almazk3Вы бы хоть проект свой выложили а то мы тут гадаем по скриншоту что у вас не так. Может у вас расход неправильно задан или вместо воды керосин а мы тут надрываемся.

[Jesse 958]

5 часов назад, karachun сказал:

Похоже что только ТС об этом и знает.

 

@almazk3Вы бы хоть проект свой выложили а то мы тут гадаем по скриншоту что у вас не так. Может у вас расход неправильно задан или вместо воды керосин а мы тут надрываемся.

да у него вопросы в двух ветках форума (и, возможно, не только на этом форуме). Видимо разрывается, не успевает отвечать..

 

[almazk3 2]

6 часов назад, karachun сказал:

Похоже что только ТС об этом и знает.

 

@almazk3Вы бы хоть проект свой выложили а то мы тут гадаем по скриншоту что у вас не так. Может у вас расход неправильно задан или вместо воды керосин а мы тут надрываемся.

Спасибо за ответы. Прикрепляю. Я думаю не получиться это сделать с flowsimulation, облазил все форумы.

Водобойный колодец.rar

Изменено 16 марта 2023 пользователем almazk3

[Jesse 958]

1 час назад, almazk3 сказал:

Спасибо за ответы. Прикрепляю. Я думаю не получиться это сделать с flowsimulation, облазил все форумы.

Водобойный колодец.rar 380 \u041a\u0431 · 2 скачивания

ну, теперь понятно! опция свободная поверхность в мастер-проекте таки активна!Но всё равно самые первая картинка ваша чё то не смахивает на расчёт со свободной поверхностью...
 А что вы цели не поставите? А то 4 с лишним минуты физического времени считать такое себе..
Завтра гляну получше чё с расчётом, а то поздн уже..)

[almazk3 2]

Здравствуйте! Посмотрели, разобрались? Заранее спасибо! 

4 минуты назад, almazk3 сказал:

   Я думаю гидравлический прыжок это такой сложный процесс, что эта программа хотя бы что то отдаленно напоминающее вряд ли подсчитает. Меня хотя бы грубый расчет устроит, сильная точность не важна.

 

Изменено 20 марта 2023 пользователем almazk3

[Jesse 958]

2 часа назад, almazk3 сказал:

Посмотрели, разобрались?

пока времени разобраться как следует не было, но в встроенных примерах валидации SW FLOW нашёл хороший пример с простой моделью плотины, для которой тоже имеется аналитическое решение Бернулли. 

Решается в 2D с ветерком с невязкой жидкостью..)

Получается что-то типа такого:

Вот сама модель,

weir.7z

покурите её, поизучайте..