Моделирование инжекции в программе Fluent

[gebbels 1]

Здравствуйте, уважаемые специалисты.

Очень хотелось бы получить консультацию по следующей проблеме.

В программе флюент (линуксовая версия, 64 бита) моделируется обтекание эллиптического крыла малого удлинения, большой относительной толщины профиля (0.2). Длина бортовой хорды 6 метров, скорость потока 200 км/ч, давление 101325 Па. На верхней поверхности крыла расположено плоское сопло высотой 20 мм из которого выдувается поток по касательной к образующей верхней поверхности скорость потока из сопла принималась равной 400км/ч, давление 101325 Па. Цель – выяснить на сколько прибавляется подъёмная сила крыла из за эффекта Коанда.

Собственно проблема заключается в то, что на одной и той же расчётной сетке были в двух случаях получены разные результаты. В первом случае я включал Pressure based солвер, поток принимался несжимаемым. Плотность постоянна, на границе расчётной области и на плоскости сопла задавалось условие Velocity inlet (расчётная область полусфера, симметрия относительно продольной оси, вход по всей поверхности на расстоянии 14 хорд).

Во втором случае применялся Density based солвер, воздух был задан как идеальный газ, изменение вязкости по закону Сатерленда, на границе счётной области и на сопле было задано условие pressure far field. Избыточное давление и на границе, и на сопле 101325 Па, Operating pressure 0.0.

Так вот в первом случае подъёмная сила крыла на угле атаки 6 градусов составила 6494 Н, а во втором 7273 Н. То есть разница почти 12 процентов. Если бы не было инжекции со скоростью 111 м/с, то тут и вопроса бы не было, но ведь это уже 0.32 Маха, то есть верхняя граница той области, когда поток можно считать несжимаемым. Так вот, какому же из двух результатов следует верить? К сожалению экспериментальных данных у меня нет. Собственно, мои результаты будут первым приближением для продувок в трубе, а мне нужно подобрать оптимальную геометрию струй и скорость выдува. Просто число теоретически поток являя сжимаемым всегда, вопрос в какой степени. Но с другой стороны, насколько корректно работает Density based solver при глубоком дозвуке.

Если у кого-то был опыт моделирования инжекции, подскажите, как правильнее решить эту задачу. Кроме того, если потребуется задавать струю со степенью нерасчётности больше единицы, то можно ли применять для этого граничное условие pressure far field тупо меняя значение избыточного давления? Все ли эффекты будут при этом учтены. Видел во флюенте вкладку Injections, но, к сожалению, не нашёл ни одного примера по её использованию. Если кто знает, подскажите пожалуйста, как корректно смоделировать сопло.

[Ivan88 0]

Из личного опыта, при прочих равных условиях оба решателя давали практически одинаковую картину на дозвуке (внутреканальные течения), вопрос был лишь в сходимости и устойчивости.

У вас же слишком много переменных отличает оба варианта, сложно сравнивать. И граничные условия, и решатель, и свойства среды. Если я правильно понял конструкцию модели, то на сопле лучше задавать массовый расход, либо давление необходимое для достижения требуемого уровня скорости. М=0,32 не означает что на рабочее тело не дейтсвует сжимаемость. Как вы верно заметили, газ сжимаем всегда, просто степень влияния скорости на разных режимах различна. В вашем случае я бы все же использовал идеальный газ для плотности.

Injections, если не ошибаюсь, используется только для впрыска частиц другой фазы и в вашем случае не подходит.