Вращение.

[Thing 0]

Привет,всем. Вопрос такого содержания. Вот посмотрел примеры по моделированию вращения(как глобальному, так и локальному) и возникли вопросы. 1.Во-первых, если моделируется глобальное вращение(как в примере с импеллером), то почему не задать вместо глобального вращения Real wall как подвижную стенку?

2. Во-вторых, если моделируется локальное вращение(примеры:осевой вентилятор и вентилятор процессора), то почему нельзя так же задать вращение стенки и исключить Rotating Region? И к тому же зачем задается вращающаяся область(Rotating Region),если в тех же примерах она не совпадает по размерам с вращающимся телом? И если она так обязательна,то на сколько она может отличаться от вращающегося тела? В примере "Текстильная машина (вращающиеся стенки)" так задано вращение стенки вместо глобального или локального вращения, но она(стенка) там чисто цилиндрическая(коническая). Может по этому и применима. Читал в знаменитой книге(Андрея Алямовского) про подвижные стенки, но как то смутно понял.

Если кто сможет поделиться информацией по поводу моих вопросов и вообще специфики моделирования вращения во Flow simulation буду благодарен.

[a_a_a+ 11]

Rotating regions in SolidWorks Flow Simulation

Discussion

Local and global rotation are basically the same as far as calculation techniques are concerned. The only difference is that the global rotation rotates the entire fluid region in the computational domain at the given angular velocity which greatly reduces the types of problems you can solve.

Global rotating

Rotating the entire fluid region requires the geometry to be perfectly symmetrical about the rotational axis. There are only a small group of problems that can be used to rotate the entire computational domain. This technique can not be used for most industrial problems.

If you select Global rotating it is assumed by default that all model walls rotate at the speed of the rotating reference frame. At that, the corresponding Coriolis and centrifugal forces are taking into account.

You can specify a stator (non-rotating in the absolute, inertial reference frame) face that must be symmetric with respect to the rotation axis. To specify a stator face, use the Stator moving wall boundary condition.

Note:

The developers do not recommend using the External Flow analysis option when using Global rotating flow. Because the External Flow analysis uses far-field pressure conditions for the computational domain boundaries can cause difficulties in convergence. The developers recommend encasing the model within a hollow cylinder and applying environmental pressure to the inside surfaces of the hollow cylinder. Make sure the hollow cylinder is large enough not to cross any flow gradients from the rotating region.

Local rotating region

The local rotation uses the same equations but it can be applied to local fluid regions within the computational domain (just around the rotating impellers. This allows the user to model a great many more rotating models that can not be solved by rotating the entire computational domain.

If you select the Local region(s) option, you can specify the local rotating reference frame(s). This allows you to analyze the fluid flow through the rotating components of the model. In order to specify the local Rotating region you need to create a component representing it. The fluid flow within the rotating region is calculated in the rotating region’s local reference frame. Flow field parameters are transferred from the adjacent flow regions to the rotating region’s boundary as boundary conditions. The flow field must be axially symmetric at the rotating region’s boundary.

Please note that even in the case of transient analysis the flow parameters within the rotating regions are calculated using a steady-state approach.

General recommendations for rotating region shape.

If one or more of the faces of the Rotating Region is spherical, you will not be able to define it as a Rotating Region. The part representing the rotating region should not contain any spherical faces. The rotating region should be completely solid with no holes in it. If there are cut outs or holes this can lead to instability and convergence issues in the solver run.

All disturbances generated by the rotating blades should be covered by the rotating region. The rotating region should completely cover the blades/rotor and over extend the blades/rotor.

If you have rotating propeller inside a cylindrical body, it is preferable that the side surface of the rotating domain be inside the cylindrical body.

General recommendations for the mesh.

First entering a minimum gap size for the Initial Mesh. The gap size would be equivalent to the distance between the blades/rotor. Minimum wall thickness is not required if the Optimized Thin Wall Resolution option is selected. Select the Rotating Region for the Local Initial Mesh. In the Local Initial Mesh command unselect the Automatic Settings box and go to the Refining Cells tab. Select the Refining all cells box and move the slider bar to the level 3 position. This is a trial and error process. You may have to increase/decrease the level depending on the mesh and results. The key is to get a uniform mesh through the entire rotating region with about 3-5 cells between the blades/rotors.

There should be 3-5 cells past the blades/rotor (downstream) so that the flow vectors are captured correctly.

If you there is a gap between the rotating region and a cylindrical body around it, as a minimum, 1 to 2 cells should be between the boundary of the rotating domain and the solid bodies both inside and outside rotating domain. If the rotating region touches the internal face of the cylindrical body, then the Real Wall Stator type condition option should be selected. The Stator condition is only required on a stator wall that is in contact with the rotation region. The other surfaces outside the rotating region do not require a stator wall boundary condition.

Note:

You can specify more than one local rotating region, but make sure the rotating regions do not come in contact with each other. There should be reasonable space between the rotating regions. They should not interfere either.

Example:

The pink and green parts rotate in the opposite direction. This cannot be simulated because their respective rotating regions would be in contact with each other.

Rotating regions can be used to simulate axial and radial (centrifugal) fans/blowers/pumps but the fluid has to enter parallel to the axis of rotation. The fluid cannot enter radially. Unfortunately there is no work around this limitation.

The SolidWorks Flow Simulation developers say it is generally possible to use the local rotating option with a non-Newtonian liquid.

Outlet Volume Flow rate boundary conditions are not recommended for rotating flow applications. Outlet Volume Flow rate boundary conditions usually cause instability in the solution and convergence issues because the outlet volume flow rate forces the flow to be constant across the outlet surface. This is an unrealistic condition for the flow since a velocity profile is established.

=====================

А про подвижные стенки...

Условность в том, что они движутся "в своей плоскости", то есть как бы скользят по сами по себе. Поэтому крыльчатку или еще что подобное нельзя моделировать подвижными стенками. Вот когда цилиндр (гладкий!) крутится относительно своей оси, то тогда и его, и торцы можно воспроизводить как подвижные стенки.

Короче говоря, в локальных вращающихся областях крутятся именно области. А для граней (которые полностью или частично попали внутрь) можно назначить только условие Статор. При условии, что эти грани симметричны относительно оси вращения области.

[Thing 0]

Спасибо за ответ и за статью. Теперь стало более понятно. Из статьи я понял, что нельзя моделировать сферические вращающиеся тела. А так же что нельзя моделировать вращение если поток во вращающююся область входит радиально. Да вообще классная статья. А вот размер вращающейся области то какой брать? Чуток брать побольше чем вращающееся тело?(так во всех примерах показано по крайней мере) или по самую границу тела? Но вот получается тогда что нельзя смоделировать адекватно вот такую область(см. рис.)?Там ведь цилиндрическая вращающаяся область значительно не совпадает с геометрией(внешней) завихрителя

И еще вопрос.Получается что вращается область,а вращается ли сам вентилятор(винт) или поток обтекает его а он находится как стотор?

Изменено 18 декабря 2009 пользователем Thing

[a_a_a+ 11]

Спасибо за ответ и за статью. Теперь стало более понятно. Из статьи я понял, что нельзя моделировать сферические вращающиеся тела. А так же что нельзя моделировать вращение если поток во вращающююся область входит радиально. Да вообще классная статья. А вот размер вращающейся области то какой брать? Чуток брать побольше чем вращающееся тело?(так во всех примерах показано по крайней мере) или по самую границу тела? Но вот получается тогда что нельзя смоделировать адекватно вот такую область(см. рис.)?Там ведь цилиндрическая вращающаяся область значительно не совпадает с геометрией(внешней) завихрителя

И еще вопрос.Получается что вращается область,а вращается ли сам вентилятор(винт) или поток обтекает его а он находится как стотор?

1. Сферическое вращающееся (а в расчетной модели - неподвижное!) тело моделировать можно - описывающий (охватывающий!) его вращающийся объём не должен иметь сферических (полностью или частично) граней. "Охватывай" сферу телом, полученным вращеним ломаной, и вперед.

2. Насчёт вхождения радиального потока, честно говоря, не знаю. Попробуй - но при условии, что он осесимметричный. С другой стороны, он же не из "воздуха" исходит, а из реального осевого патрубка, скорее всего. Вот его и пририсуй.

3. Размер области должен быть чуток больше габаритов, чтобы в этот зазор (фиктивный) ухитриться сгенерировать не менее 3-х ячеек.

4. Главное, чтобы поток входил осесисимметрично. Выход может быть "улиткой". А завихритель - он что, не на одной оси с колесом находится

5. "Вращается" область (тело), а "виртуально" и всё, что в ней находится. За исключением граней, попавших (полностью или частично) в эту область (тело), на которые в явном виде поставлено условие "Статор".

[Thing 0]

Спасибо за отличные разъяснеиня.

Теперь все понятно. Вопрос с завихрителем был потому что я и не подумал что вращ. область может быть как ломаная(описывающая контур детали) вокруг оси. Получается что можно моделировать практически любцю геометрию.

Да и кстати на счет сферы, если будет полусфера, то все идет нормально в плане расчета и Flo не ругается. Наверно она не должна быть замкнута полностью, и должен присутствовать цилиндрический(конический) учасотк.

[Модулятор 0]

всем привет) 
исследования провожу в Flow simulation
нужно задать параметры будто насадка вращается, как это правильно сделать, чтобы были ожидаемые результаты, помогите пожалуйста диплом все-таки)))
и там есть роторы возле статора, нужно сделать так будто они также вращаются.

[kristeen 355]

Для диплома и рендера такого хватит)

 

Советы выше и примеры из хелпа не помогли?

[Модулятор 0]

ну, я задавал Real wall, но это не то. Я так понял надо оболчку делать на каждый ротор, и насадку, а ужэ потом оборачывать, или нет?
 

[kristeen 355]

Я так понял надо оболчку делать на каждый ротор, и насадку, а ужэ потом оборачывать, или нет?

Вероятно, подразумевается, что другим сходу понятно, что такое в данном случае ротор, насадка, оболочка, что и куда должно вращаться итп.. 

Посмотрите туториалы С5 Rotating Impeller и C6 CPU Cooler. Думаю, там рассматривается тот тип вращения, который Вам нужен.

[Модулятор 0]

Спасибо, а эти материалы в справке там где солид или в нете искать?

[kristeen 355]

Обычно тут: c:\Program Files\SolidWorks Corp\SolidWorks Flow Simulation\lang\english\Docs\Tutorial.pdf