разлив воды по поверхности

[Антон Лызин 0]

Здравствуйте, уважаемые коллеги, профессионалы и товарищи по несчастью, чья жизнь привела к изучению многофункционнальной программы "Fluent". Сам я новичок и столкнулся с рядом проблем при проектирование программы, поэтому обратился к вам за советом.

Задача выглядит следующим образом. Есть сосуд заполненный жидкостью, объемом 1 литр. Через трубку диаметром 11 мм, имеющая сменную головку на 11, 9, 7 мм, жидкость поступает в емкость, низ которого заполнен цементом. Вода растекается по цементу. Напор (расстояние от дна сосуда до плоскости растекание) может быть различным, в данном случае 135 мм. Сосуд и емкость сообщаются с атмосферой. Процесс происходит при нормальных условиях. В качестве рабочей жидкости могут выступать вода и дизельное топливо. Нужно задать угол смачивание (хотя я не знаю как), так как эксперимент проводиться сперва на сухой поверхности, затем на предварительно смоченной. После всех проделанных экспериментов, меняется угол наклона емкости и эксперименты проводятся заново (но это уже тонкости геометрии). Сейчас я потел провести эксперимент на горизонтальной поверхности с напором 135 мм и диаметром входа в емкость 7 мм, рабочая жидкость - вода.

Схема задачи прилагается.

Соответственно вот что есть.

Я задал геометрию.

Я задал геометрию

Всем заранее спасибо за каждый ответ!

Не знаю как адекватнее задать цемент. Думал рассмотреть растекание на свободной поверхности, моделю VOF, 2 фазы, но не знаю на сколько это точно. Песок же думал задать методом Эйлера, но там уже 3 фазы

[gebbels 1]

и (как же без него) Gambit.

Вы издеваетесь или я один знаю про такой сеточный генератор как ANSYS ICEM и ANSYS Meshing?

Никогда не пользуйтесь Гамбитом, эта прога своим интерфейсом съест ваш мозг.

[Антон Лызин 0]

Добрый день, Антон.

Судя по количеству вопросов, вам предстоит длинный путь.

Нет смысла задавать сразу все вопросы.

Попробуйте продвигаться шаг за шагом.

Например, можно сначала выполнить моделирование растекания

жидкости по поверхности плоскости. Это позволит вам ознакомиться

с программами Fluent и (как же без него) Gambit.

1. Не обязательно копировать физическую модель.

Например, в сеточной модели накопительный бак и трубку можно

исключить. Достаточно сделать в плоскости отверстие,

через которое с заданной скоростью снизу будет поступать жидкость.

Скорость несложно просто вычислить, если известен напор.

2. Так как жидкость будет растекаться симметрично, то достаточно

сеточную модель сделать в виде четвертушки относительно вертикальной оси отверстия.

3. Коль скоро результатом вычислений является картина растекания,

то к построению сетки следует отнестись со вниманием:

на поверхности придется строить Boundary Layer,

шаг сетки по горизонтали тоже надо делать мелким.

Соответственно 3D-сетка получится тяжеловатой даже

если речь идет о плоскости с размерами порядка нескольких десятков сантиметров.

4. Во Флуенте надо будет выбрать Transient Solver, VOF+Excplisit (Cu=0.25),

что приведет к длительным вычислениям (потребуется хороший ресурс)

Мне как-то пришлось на аналогичную задачу

делать обучающий пример для разлива нефти на плоскости,

посмотрите, должен помочь. Вам придется лишь заменить нефть на воду,

разумеется, константы нефти также заменить на аналогичные для воды.

<noindex>http://files.mail.ru/54FA7C6BD83A4D8D8D467EBC4661A86F</noindex>

<noindex>http://files.mail.ru/54FA7C6BD83A4D8D8D467EBC4661A86F</noindex>

PS

Флуент достаточно тяжелый пакет во всех смыслах.

Почитывайте документацию. В лоб ничего не решить.

Надо начинать с повторения примеров из Tutorial'a,

например: VOF-пример: Chapter 20: Using the VOF Model

С уважением, Герман

Спасибо, за совет. Сказать честно, это не первое мое знакомство с программой. В прошлом году я именно и рассматривал растекание по поверхности. теперь передо мной стоит куда большая проблема. Нужно учесть все вышеуказанные моменты, чтобы наиболее подробно смоделировать установку. И тут я в чем то даже преуспел, но вот беда. Никак не хочет читать. Помогите пожалуйста разобраться где ошибка, или я просто что-то задаю не так. А вот ваш файл, я почему-то не могу прочитать по ссылке.

Шаг 1: Сетка

1. Считаем файл

File → Read → Case...

2. Проверяем сетку.

Grid → Check

3. Масштабирование сетки

Grid → Scale...

5. Зеркальное отражение вида относительно плоскости симметрии.

Display → Views...

Шаг 2: Модели

1. Установим нестационарную модель

Define → Models → Solver...

2. Включим VOF модель.

Define → Models → Multiphase...

3. Включим ламинарную модель.

Define → Models → Viscous...

Шаг 3: Материалы

1. Скопируйте воду из базы данных материалов.

Define → Materials...

скопировал water-liquid

Шаг 4: Фазы

1. Определим воздух и воду в качестве фаз для чаши.

Define → Phases...

Установил Primary Phase - air, Secondary Phase - water.

Во вкладке Water Взаимодействия (Interaction) устанавливаем Wall Adhesion. Устанавливаем Surface Tension Coefficients (Коэффициент поверхностного натяжения) равный 0,0735.

Шаг 5: Рабочие условия

1. Установите Gravitational Acceleration (Гравитационное ускорение).

Define → Operating Conditions...

(a) Включите Gravity (Гравитация).

Панель расширится.

(b) Установите Gravitational Acceleration (Гравитационное ускорение) в направлении оси Y равным 9.81 м/с .

Ускорение направленно в отрицательном направлении оси.

2. Установите рабочую плотность.

(a) Под надписью Variable-Density Parameters (Переменная-Плотность Параметры) включите опцию Specified Operating Density (Задать рабочую плотность) и примите Operating Density (Рабочая плотность) равной 1.225.

Шаг 6: Граничные условия

Define → Boundary Conditions...

Везде оставил по умолчанию, лишь во вкладке Wall.12 gоставиk условие для стенки, на которой исследуется растекание жидкости. И установим угол скольжения 110 градусов.

Шаг 7: Решение

1. Установим параметры решения.

Solve → Controls → Solution...

4. Определение решения.

Solve → Initialize → Initialize...

(Рис. 6)

5. Установим начальное положение воды (т.е. область объёмного содержания воды 1.0)

(a) Определите регистр для нижней трети области чаши

Adapt → Region...

(рис 7)

(с) Установите начальное положение воды в чаше.

Solve → Initialize → Patch...

(рис 8)

Отображение распределения объёмной доли воды.

(рис 9)

2. Создадим последовательной анимации для распределения жидкости

Solve → Animate → Define...

Устанавливаем итерацию по времени.

Solve → Iterate...

(рис 10)

Изменено 15 апреля 2013 пользователем Антон Лызин

[Антон Лызин 0]

В данном случае я избавился от объема fluid.3? для простоты, так как не вижу определенного смысла проектировать в это объеме цемент, так как его влияние не значительно, а песок будет располагаться в объеме 4. Мной были заданы различные сетки, поэтому использовались interface, но в последствие они активировались во вкладке grid interface.

Сосуд (fluid.1) и емкость (fluid.2) сообщаются с атмосферой, поэтому мной было установлено pressure_inlet. Но параметры для них оставил по умолчанию, так как в рабочих условиях был задано давление атмосферное.

Все происходит при комнатной температуре.

В общем то затруднений не должно вызывать, но право сказать все мой смоделированное просто не читается. Выдает ошибку. Пытался менять параметры, но все без успешною В каком именно моменте я допускаю данную ошибку так понять и не могу.

[Антон Лызин 0]

Кстате, должен сказать, большое спасибо Герман, твое руководство я скачал благополучие и сейчас изучаю..., хотя мне пока все же не понятно, где я ошибся...

[Игорь (Москва) 1]

У Гамбита интерфейс конечно не фонтан, но например по сравнению с Salome... :)

Не все знают про функционал клавиш - из за этого он кажется не очень дружелюбным.

А "примитивность" Гамбита как раз связна с его интеллектуальностью - он сам делает все что нужно. Хотя конечно мог бы и больше.

С уважением,

Игорь