Несколько Простых Вопросов По Cfх

[Rio 0]

Привет.

Пробую рассчитать распределение температур по телу являющегося источником тепла, при естественной конвекции но не могу задать эффект гравитации. Пробовал задать buoyancy, но судя по результату вычисления – не “работает”.

Просьба к знатокам ответить на несколько простых вопросов?

1 как правильно задать гравитацию?

2 корректно ли устанавливать граничное условие Opening на внешней границе жидкого домена (воздуха).

3 Можно ли задать поверхностный источник тепла?

[Расчетчик 0]

1 как правильно задать гравитацию?

Вообще говоря, практически важных задачь я нерешал, однако насколько я понял в определениях домена нужно в поле Buoyancy выставиь Buoyant и задать 3 компоненты вектора ускорения свободного падения (зависит от расположения Вашей модели по отнощению к гравитационному полю и расположению Вашей модели в декартовой системе координат, используемой по умолчанию), а так же задать Boy.Ref.Temp-температура среды на "нулевом" уровне для модели Буссинески естественной конвекции, Boy.Ref.Density-плотность материала домена на "нулевом уровне" для полной модели естественной конвекции. В свойствах матерала домена нужно задать коэффициент объемного расширения-для модели Буссинески, для полной модели насколько я понял это информация не нужна. В моднли Буссинески подъемная сила выражается в предположении линейной зависимости подъемной силы от разности температур (т.е. малые изменения плотности, подчиняющиеся ур. состояния идеального газа), в полной модели подъемная сила выражается через разности плотностей, т.е. может учитывать нелинейность в уравнении состояния).

2 корректно ли устанавливать граничное условие Opening на внешней границе жидкого домена (воздуха).

Я так думаю, что корректность того или иного условия нужно рассматривать в осовокупности со всеми ГУ и типом решаемого уранения (дозвук/трансзвук/сверхзвук), Opening разумно применять там где, на границе ожидается как втекание, так и вытекание среды на границе и/или там, где ожидается направление течения отличное от нормального к поверхности границы. Так же мне представляется, что границу можно почти всегда отодвинуть от интерисующей области настолько, что можно обойтись ГУ типа Outlet-течение по нормали к поверхности наружу расчетной области.

3 Можно ли задать поверхностный источник тепла?

Можно. В определении границы есть закладка Source, ставим галочку-Boundary Source, Выбираем уравнение, для которого делается источник-Equation Source, в данном случае Energy, ставим галочку-Energy, и в поле Flux(Total Source) задаем соответствующее значение источника. Размерность - Энергия в еденицу времени/длинна в квадрате (Энергия в еденицу времени).

Однако не понтно, как будет рассчитываться поверхностный источник энергии в совокпности с ГУ типа Wall с адиабатическим ГУ.

Можно так же задать на границе типа Wall, вместо Source просто плотность теплового потока.

[Rio 0]

Спасибо за разъяснения.

Не могли бы вы прокомментировать результат расчета мне они не совсем понятны

Для примера взял пластину 100х100х5 являющуюся источником тепла 10 вт (при естественной конвекции).

Не понятно почему streamline явно смещен в сторону хотя гравитация направлена вниз и температурное поле явно не симметрично рис 1? Было одно предположение, что fluid домен построен не симметрично относительно пластины, но оно не подтвердилось.

Хотя если решить задачу увеличив мощность подводимую к пластине в 10 раз картинка

получается правдоподобной рис 2 .

рис 1

рис 2

[Расчетчик 0]

А со сходимостью все впорядке? По балансам задача сошлась?

А вообще для многих задачь естественной конвекции характерна потеря устойчивости потока, нестационарность и несимметричность течения в геометрически симметричных задачах.

Возможно, что в задаче, результаты расчета которой приведены на рисунке 1 нет стационарного решения, и Вы наблюдаете одно из промежуточных состояний нестационарного периодического течения, потерявшего устойчивость.

Во второй задаче этого эффекта может и не наблюдаться, либо он может проявлять себя в меньшей степени, так как увеличивается подогрев и увеличивается подъемная сила.

Разумно попробовать в обоих задачах просчитать нестационарные варианты, однако перед этим я бы рекомендовал оценить для Ваших вариантов числа Грасгофа и Рэлея и поискать в литературе экспериментальные данные, что бы понять какой режим течения будет около Вашей пластины-устойчивый или не устойчивый. Могу для начала порекомендовать посмотреть книги: Исаченко В. П., Осипова В.А., Сукомел А.С., Теплопередача, а так же Михеев М. А., Михеева И.М., Основы теплопередачи.

[Rio 0]

…..буду разбираться…..