Моделирование электрогидравлического эффекта

[paradise 0]

Здравствуйте. Хотелось бы услышать советы по моделированию электрогидравлического эффекта (подводного разряда)(эффект Юткина). Есть задача смоделировать весь процесс, то есть это и разряд в воде, и ударную волну, и кавитацию. Помогут любые советы, литература. В какой среде лучше моделировать такое* Заранее всем спасибо!

[Bonusfrag 104]

а какой у вас опыт? какие CAD и CFD системы вы пробовали?

видимо еще и какой курс ВУЗа?

в самом простом варианте - замкнутый объем, в него вводите тонкий червякообразный объект, для которого задаете близкие к экспериментальным условия (условия на момент уже состоявшегося пробоя в тонком разрядном канале), мельчите сетку, считаете.

в SolidWorks Flow Simulation нет открытой поверхности, и как оно там с паром и кавитацией обстоит - думаю, плохо. Так что продукт подойдет только для чернового, далекого от реального случая...

надо серьезнее - нужен другой продукт... но электричества не будет нигде - так чтоб задать напряжение и не париться... везде придется рисовать червяка и выделять на нем фиксированную мощность мгновенно или ставить близкие к эксперименту начальные условия... нетривиальная задача...

мне предлагали порешать подобное - просто разряд в замкнутой газовой камере - но это оказалась непростая для меня на тот момент задача, требующая много расчетного времени и объема оперативной памяти...

<noindex>В итоге коллеги считали на CFD++, 2.3*10^6 ячеек и шаг по времени 2,5нс...</noindex> Результаты получились неплохие.

[a_schelyaev 366]

Если речь идет о газовом разряде, то проблем не должно возникнуть особых - только посчитай правильно начальную температуру и давление, сетку измельчи да шаг поменьше сделай.

С водой да, круто.

Через годик можно будет попробовать в FlowVision в лоб промоделировать, пожалуй.

[Bonusfrag 104]

посчитай правильно начальную температуру и давление

именно в этом месте и затык) это, на самом деле, тема отдельной дискуссии...

разве что, перебором - и потом посмотреть, что лучше сошлось с экспериментом....

[a_schelyaev 366]

Ну тут нужно уметь правильно считать.

Неправильный расчет обычно серьезно завышает начальные значения.

[paradise 0]

Всем спасибо за ответы! Опыта практически нету в CAE. (5 курс) Пробовал femlab ныне Comsol. Смотрел на Ansys. Пока что только начинаю постигать азы CAE софта. Поэтому и прошу советов, любых. В какой среде можно смоделировать непосредственно сам пробой, и вообще возможно ли такое? Стоит ли моделировать ударную волну в LS-DYNA?

[Bonusfrag 104]

В какой среде можно смоделировать непосредственно сам пробой

Думаю, ни в какой...

пока такого в коммерческих годах вроде бы нет... Есть попытки такое сделать в науке - искать это всё по различным статьях в научных журналах...

Хотя. м.б. где-то уже что-то есть готовое, но я такого не знаю. Узнаете - обязательно напишите сюда, плз.

да, кстати, для диплома эта тема - перебор... даже если у вас 6 лет (т.е. есть еще 1,5 года) - то тяжко. За пол-года - нереально в полной постановке разобраться с задачей.

[paradise 0]

Мне на глаза попалась статья, под названием "Разработка современной компьютерной модели подводного разряда, пригодной к использованию при разработках и конструировании высоковольтного оборудования соответствующего назначения" автор В.В. Титков

Собственно там на основе теоретических расчетов создана программа , позволяющая в интерактивном режиме задавать параметры для расчета, наблюдать графики зависимостей от времени параметров внутри канала, пространственных распределений гидродинамических параметров. К сожалению статью я нашел только в текстовом варианте. Прилагаю изображение этой самой виртуальной лаборатории, извиняюсь за качество. Это всё что я знаю о реализации этой идеи. Найти на просторах интернета данную программу я не смог. А вообще, ведь есть реализация моделирование плазмы, может копать в ту сторону, у меня же по сути и идет разряд--->плазма. И кавитацию вроде как можно моделировать, главное знать где =)

[Bonusfrag 104]

спишись с автором по почте. м.б. что-то выйдет дельное:

<noindex>http://journals.ioffe.ru/pjtf/2010/15/p8-13.pdf</noindex>

[paradise 0]

спишись с автором по почте. м.б. что-то выйдет дельное:

<noindex>http://journals.ioffe.ru/pjtf/2010/15/p8-13.pdf</noindex>

Спасибо огромное! Так и сделаю!

[paradise 0]

Ещё хотел сказать, по поводу всех вычислений. Математические модели всех процессов уже есть. Есть все формулы, параметры и т.д. Осталось только по этим параметрам сделать комп. модель.

Изменено 25 ноября 2010 пользователем paradise

[Bonusfrag 104]

Если прогаете нормально, и сделаете нехилый обзор по всем этим существующим моделям, выберите стоящие варианты и напишите по ним прогу -

- по идее, это уже реальнее выглядит

- но над обзором стоит потрудиться, а не брать первое попавшееся

- в итоге может получиться вполне сильный диплом.

Удачи)

[paradise 0]

То есть проще сделать собственную комп. модель (на основе теоретических данных), ну допустим на Delphi чем смоделировать такое в Ansys или Femlabe ? В CAE программах нет возможности даже смоделировать пробой (разряд) ? мне главное получить данные о давлении при разряде* И ещё вопрос, что возникает сразу после разряда - кавитационная полость вызывающая ударную волну?

[Bonusfrag 104]

То есть проще сделать собственную комп. модель (на основе теоретических данных), ну допустим на Delphi чем смоделировать такое в Ansys или Femlabe?

думаю, да

В CAE программах нет возможности даже смоделировать пробой (разряд)?

думаю, нет таких готовых прог - чтоб пробой, да еще и в жидкости...

И ещё вопрос, что возникает сразу после разряда - кавитационная полость вызывающая ударную волну?

Хз. с жидкостями не работал... В газе есть мнение считать, что за разрядное время меняется только температура газа в разрядном канале, а остальные параметры меняться не успевают. А вот в жидкости... хз...

[paradise 0]

Вот что нашел в описании Femlab

AC/DC Module ― модуль для расчёта электромагнитных эффектов, включая электростатику, магнитостатику, электромагнитную квази-статику.

Имеет в своём составе библиотеку специальных элементов для 2D и 3D моделирования.

Примеры:

конденсаторы, индукторы и резисторы;

управление в цепях;

электросварка и электрический разряд;

электромагнитная совместимость и интерференция;

преобразователи, датчики и трансформаторы;

изоляция и проводимость;

магнитостатическое и электромагнитное экранирование;

моторы, генераторы и другие электромеханические машины;

эффект Пельтье;

плазма и магнитная гидродинамика;

распространение шума от электромагнитных устройств;

микроволновый нагрев.

Только в самом модуле я так и не понял, как это моделировать =)

[Eugeen 6]

Здравствуйте. Хотелось бы услышать советы по моделированию электрогидравлического эффекта (подводного разряда)(эффект Юткина). Есть задача смоделировать весь процесс, то есть это и разряд в воде, и ударную волну, и кавитацию. Помогут любые советы, литература. В какой среде лучше моделировать такое* Заранее всем спасибо!

Что произошло в реакторе РБМК на ЧАЭС и какова аналогия с электрогидравлическим эффектом?

При потере управления на запаздывающих нейтронах в АЗ произошел разгон на мгновенных нейтронах (время генерации ~0.0002s). В твэле (тонкий стержень с топливом) за такое время выделяется колоссальная тепловая энергия, которая передается в охлаждающую воду.

Расчетный анализ аварии на ЧАЭС был проделан многократно как у нас так и "за бугром".

Это практически полная аналогия теплоимпульсообмена при подводном разряде.

Процессы такого рода обсчитываются специальными программами (Relap, CATHARE ets.). Возможно, в светлом будущем, это можно будет считать на Флоувижн

[paradise 0]

позитивно! =) наверное все таки придется делать собственную комп. модель. Уже не в первый раз слышу что в пакетах это сделать нельзя. А как делают модели плазменного канала? Много слышал об этом, но реализаций не встречал.

[Eugeen 6]

позитивно! =) наверное все таки придется делать собственную комп. модель. Уже не в первый раз слышу что в пакетах это сделать нельзя. А как делают модели плазменного канала? Много слышал об этом, но реализаций не встречал.

Вам надо поизучать это:

Куликовский А.Г,, Погорелов Н.В., Семенов А.Ю. "Математические вопросы численного решения гиперболических систем уравнений", ФИЗМАТЛИТ, 2001 г.

Очень полезная книга и про плазменные течения.

[dimkasat 2]

Данная задача может быть подеена на две по характерному времени протекания:

1. эектрофизическая (образование первичного канала с давлением и температурой, определяемых электрическими параметрами разряда);

2. гидродинамическая (расширение сфрическогй полости в жидкости с начальным давлением, определенным из первой задачи).

Меня лично очень интересует задача 2. Я запрогил методом характеристик задачу в 1-мерной постановке (dimkasat.narod.ru - раздел наука + статьи). Это дало возможность выявить нелинейные эффекты, связанные с наложением прямой и отраженнолй волн, и т.д.

Очень интересует реализация второй задачи в 2-д постановке. Думаю попробовать fluent, однако в примерах не вижу ничего подобного, не знаю с чего начать...

Кто подскажет - буду очень благодарен!

[Бородин 0]

Здравствуйте, пытаюсь моделировать электрогидравлический эффект. Использую МГД приближение. Пытаюсь и разрядить конденсатор и импульс тока. 

Очень хотел бы с кем-то посоветоваться!

@paradise @dimkasat @Eugeen @Bonusfrag использую МГД модель, пробую задать импульс тока или разрядить конденсатор для моделирования электрогидравлического эффекта.