Про сопло

[Krusty 194]

Народ привет!

С праздниками так сказать.

Вопрос такой....

Как правильно посчитать сопло? Известна геометрия. Известно давление в камере, расход горючего и окислителя, температура в камере. Компоненты топлива хочу заменить иделаьным газом с суммарным расходом. Какую модель турбулентности выбрать и какие граничные условия поставить на вход и выход.

У кого какие мнения...

Всем СПАИСБО!!!!

[_serge 24]

Есть ссылочка

<noindex>http://books.net-soft.ru/fluent.htm</noindex>

может чем-то помочь.

Не доверяйте утверждению:

"освоить все методы работы в среде Fluent в короткие сроки".

К Fluent (PHOENICS, FIRE, CFX, FLOW3D, STAR CD) должен прилагаться профильный специалист с Ph.D.

[dmiantosha 11]

В той книги расчитывается не сопло или не в тех условиях. В том примере просто канал с перижатым посердине сечением. Сопло - это канал для разгона потока от дозвука, до сверхзвука, с расширеним газа близким к давлению ОС. А там, что-то не очень понятное.

[Rotan-600 0]

Имеется подробный пример для чайников стационарного расчета и нестационарного (режим запуска) расчета сопла Лаваля, но для Star-CD. Если интересно, оставь Е-mail. Сброшу. А вообще задача плевая, если не считается истечение струи в атмосферу.

[dmiantosha 11]

Отправьте, пожалуйсто, на mhy215 собака rambler.ru

А саму струю вы не считали никогда? Я уже пол года мучаюсь, ничего не выходит.

[Egor_K 1]

На практике сопла проще считать без CFX, по газодинамическим функциям.

[dmiantosha 11]

Конечно, сопла давно изучены. А вот струя ниакак мне не поддается.

[Rotan-600 0]

Обещанный пример вышлю 24-25 мая этого года . На данный момент моделирую, на досуге, процесс истечения сверзвуковой недорасширенной струи в атмосферу. Сложность решения данной задачи связанна с наличием сильных нелинейных волновых процессов, т.к. струя расширяется в свободной атмосфере в системе прямых и косых скачков уплотнения. Поэтому уравнения носят параболический характер. Кроме того, необходимо решить и вопрос с моделирования турбулентного слоя смешения. На данный момент задача решена грубо в стационарной постановке. Здесь приходится решать много проблем: неструктурированная сетка, малые коэффициенты релаксации, большое количество итераций, проблемы с граничными условиями (stagnation и pressure) и решением полной энтальпии и т.д. Одним словом есть где покавырятся. Но по опыту зарубежных колег сразу могу сказать, что задачи с такого рода сжимаемыми потоками решаются очень долго 20-30 часов на Intel 3200, 4Gb. При этом нет гарантии, что увас спустя 5-10 часов не развалится решение . Другими словами решать такие задачи без хорошего кластера или рабочей станции крайне тяжело .

Прошу прощения, что обозвал урвнения в предидущем сообщении параболическими .

Самопоправляюсь - гиперболические .

[dmiantosha 11]

У меня точно такая же задача. Расчет недорасширеноой сверхзвуковой струи в атмосферу, но расчет пытаюсь выполнить в CFX.

У меня пара вопрсов. Как вы задаете ГУ inlet. Вы задаете параметры на срезе сопла, или считаете вместе с соплом, если на срезе, то как распределяете парамеры по срезу сопла, сферически? Мне так же советовали отступить на некоторое растояние от сопла, примерно на 1 см и пересчитать все параметры на этой границе, как поступали в 70 -е. Как вы на это смотрите?

Я доюбивался кое-каких результатов, но они не сходились с экспериментами, даже на 50%. С какими данными вы сравниваете?

Также если и нтересно, можно посмотреть топик "Расчет недорасширеной сверхзвуковой изобарической струи", созданный мной давным-давно.

Весь свой расчет свел к плоскому виду. Компьютер 3200, вот оперативки только 2Гб, но готов долго ждать, чтобы посчитать. Решение необходимо как воздух.

Еще такой вопрос, какова длина домена? Меня интересует, вообще, только первая "бочка", но заведома делал домен намного больше (длиней), в некоторых случаях, вся струя умещалачь в домене, не выявили ли вы какой-нибуль зависимости для длины домена. Вы считаете всю струю?

Заранее спасибо.

[Rotan-600 0]

Уважаемый dmiantosha, к сожалению, дать исчерпывающий ответ на вашу кучу пар вопросов я не смогу. Хотя бы по той причине, что данная задача полностью еще мной не решена. Но кое-что прокомментирую. Уточняю. Во-первых, я считаю не сопло, а цилиндрическую трубку длиной 7 мм с косым срезом. Во-вторых, заторможенное давление в емкости с воздухом 200-300 кг/см2. Струю считаю полностью. Что касается размера расчетной области, то обычно рекомендации следующие размер от среза сопла 40-50 калибров, размер по радиусу 5-20 калибров. Вообще размер расчетной области, а точнее близость ГУ к основному потоку сильно сказывается на решении, как и характер неструктурированной сетки. В подобных случаях оптимальный размер домена определяется методом последовательных приближений. ГУ которые наиболее точно описывают модель истечения в атмосферу, у меня, следующие: Stagnation Pres – на входе в трубку, Static Pres – по домену и Symmetry – задача плоская. Однако, при решении таких нелинейных процессов существуют проблемы с такими ГУ. Во-первых, приходится использовать метод нижней релаксации, т.е. ставить очень маленькие коэфф. релаксации. Во-вторых, метод решения ГУ типа Stag. Pres. в Star-CD, а наверно и в других ‘кодах’ следующий: независимыми переменными являются P,U,V, т.е. давление торможение решается косвенно, это часто приводит к тому, что рассчитанное Stag.Pres. отличается от указанного в ГУ и как результат – отрицательная плотность. В-третьих, в полную энтальпию входит, помимо прочих и уравнения турбулентности (ТЕ, ЕD). Эти уравнения входящие в полную энтальпию решаются отдельно, что вызывает проблемы и с решением полной энтальпии. Могу продолжать, но лучше постараюсь, что ни будь посоветовать.

Я делаю так, меняю граничные условия на более легкие для решения: Inlet вместо Stag. Pres., Wall вместо Stat. Pres. кроме одной границы. Далее запускаю расчет (стационарный) с решением статической энтальпии. После получения устойчивого решения останавливаю и запускаю расчет с новыми граничными условиями, а потом перезапускаю с полной энтальпией. Иногда задача гораздо проще решается в нестационарной постановке, чем в стационарной. Но здесь придется измельчать сетку в районе скачков, впрочем, как и в стационарке, а это в свою очередь приведет к необходимости уменьшать и шаг дискретизации по времени, что бы удовлетворить критерию Куранта-Фридрихса-Леви. Результат – десятки часов машинного времени.

Еще одно замечание по поводу размеров домена: если вы урезаете домен и струя проходит через ГУ, то при задаче значений на ГУ вы должны задать как можно точнее. Как это сделать если вы их не знаете. По этому я беру ‘большой’ домен где значения на ГУ атмосферные. Кстати, с ГУ типа Stat. Pres. есть тоже свои нюансы. А вообще по CFD куча книг и при решении серьезных задач в них нужно покавырятся, или хотя бы в методологии.