Не сходится задача с вращением

[stydent 0]

Помогите, пожалуйста, не могу получить сходящееся решение в STAR-CD.

Решаю задачу с вращением, используя reference frame.

Геометрия модели: 2 коаксиальных цилиндра, внутренний вращается. Подача жидкости осуществляется в верхнее кольцо между цилиндрами (гр. условие INLET), на верхней части внутреннего цилинра условие WALL. Выходов два - один внизу из внутреннего цилинда (нижнее кольцо между цилиндрами - Wall), второй из выходного патрубка, который представляет собой цилиндр,расположенный перпендикулярно оси вращения. На границах выхода условие OUTLET split с заданными частями расхода. На внешеней цилиндрической поверхности наружного цилиндра и патрубка граница WALL.

Геометрия и сетка созданы в STAR-CD. Выходной патрубок "приклеен" к внешнему цилиндру с помощью "couple arbitrary". Внутренний цилиндр задан как BAFFLE, причем разделенный по высоте на три части - две небольшие сверху и снизу непроницаемые, а средняя (большая) проницаемая с заданной пористостью и коэффициентами гидравлического сопротивления.

В реальности вращается центральный цилиндр с постоянной угловой скоростью. В задаче использовала reference frame для задания вращения. Для всего объема, кроме патрубка задала "spin index"1 (со значением угловой скорости), а для патрубка "spin index"2 (с нулевой угловой скоростью). Столкнулась проблемой в "couple", т.к. вышло, что master и slave имели разный спин индекс. Вышла из ситуации так - в месте примыкания патрубка к внешнему цилиндру создала маленький тонкий блок внутри внешнего цилиндра со "spin index"2 и к нему уже "приклеивала" отвод. Также на внутреннем цилиндре в условии BAFFLE задана окружная скорость.

Решаю задачу методом SIMPISO (Steady State).

Свойства среды: плотность 900 кг/куб.м, динамическая вязкость 0,0729 Па*с.

Подскажите, что я делаю не так. Задача запускается, считается, но решение не сходится. На 324 итерации появляется сообщение invalid argument и счет останавливается. Кривая сходимости очень медленно ползёт вниз, почти не меняется. Схему модели прилагаю.

[Lynx 1]

А зачем здесь вообще использовать Rotating reference frames? У вас ведь только внутренний цилиндр вращается, так? Ну и задайте на соответствующих границах типа baffle вращение (в поле Omega (rpm)).

А ошибка у вас сейчас в том, что вы задали И вращающуюся систему координат И угловую скорость для внутреннего цилиндра. Угловая скорость для цилиндра при этом задается относительно уже вращающейся системы координат, т.е. у вас сейчас он вращается вдвое быстрее, чем надо. И вот внешний цилиндр у вас при этом тоже вращается, потому что чтобы оставить его неподвижным, надо было задать для него угловую скорость, противоположную приписанной вращающейся системе координат со spin index 1.

[stydent 0]

Использовать reference frame решила после решения тестовой задачи о течении жидкости между двумя вращающимия цилиндрами, которая решена аналитически. Сначала я использовала, как вы и говорите задание угловой скорости на границах стенки. Но тогда поток раскручивался только вблизи стенки, а в центре кольца скорости были почти нулевые. Потом я применила reference frame, а на стенках задала окружную компоненту скорости. Задача сошлась после 2000 итерации, а значения скорости точно совпали с теоритическими.

Получается случайное совпадение?

Изменено 9 апреля 2009 пользователем stydent

[Lynx 1]

Использовать reference frame решила после решения тестовой задачи о течении жидкости между двумя вращающимия цилиндрами, которая решена аналитически. Сначала я использовала, как вы и говорите задание угловой скорости на границах стенки. Но тогда поток раскручивался только вблизи стенки, а в центре кольца скорости были почти нулевые. Потом я применила reference frame, а на стенках задала окружную компоненту скорости. Задача сошлась после 2000 итерации, а значения скорости точно совпали с теоритическими.

Получается случайное совпадение?

Это вы про течение Куэтта что ли? Там вообще-то аналитическое решение существует только для ламинарного течения. У вас точно число Рейнольдса было докритическое?

А совпадение скорости с теорией для случая rotating reference frames скоррее всего связано с тем, что скорость смотрели не в той системе координат, ну и получили линейную зависимость от радиуса, в соответствии с вращением СК

[stydent 0]

Так у меня и было в тестовой задаче ламинарное течение. А как тогда объяснить раскручивание потока только в пристенной области при использовании граничных условий на стенке, без reference frame?

[Lynx 1]

Вот, течение Куэтта между двумя коаксиальными цилиндрами. Вращение задано только для стенки, соответственно для внутренней и для внешней. Все нормально раскручивается

И опять же, даже если использовать rotating reference frames, граничные условия у вас сейчас заданы неправильно! Если ячейкам приписано вращение, то на принадлежащих им границам скорости считаются относительно вращающейся СК! Т.е. еще раз повторю - для внутреннего цилиндра угловую скорость задавать не надо, а для внешнего, чтоб сделать его неподвижным, надо задать противоположное вращение. См. тьюториал 7.4

[stydent 0]

Большое спасибо за разъяснения! Буду пробовать применить их к своей задаче.

[Lynx 1]

Да, забыл сразу сказать - на входе тоже надо указать обратную закрутку, иначе получится, что поток входит уже закрученный

[stydent 0]

Хочу задать свойством Porosity канальное течение. Подскажите, где можно посмотреть коэффициенты С1, С2, и n для конкретной жидкости, которые нужно подставить в формулу для расчета alphfa и beta (формула приводится в гл. 8 Methodology).

И еще, Porosity factory - это величина пористости материала?

Изменено 18 апреля 2009 пользователем stydent