Дозвуковое обтекание цилиндра идеальной жидкостью.

[garry_c 1]

Добрый день.

Пытаюсь решить в CFX задачу об обтекании цилиндра. Для простоты взял случай идеального газа. Теория говорит о том, что максимальная скорость на поверхности цилиндра должна быть в два раза больше скорости набегающего потока.

Однако расчеты показывают, что реально на поверхности скорость в 2.5 раза больше.

Параметры модели таковы:

Область решения - параллелепипед с вырезанным полуцилиндром на нижнем основании радиус цилиндра 1 м.

Сетка тэтраэдральная.

Рабочая среда - Ideal Gas.

Течение ламинарное.

Граничные условия Inlet - скорость втекания 1 м/с

Outlet - давление 1 атм

Cтенка цилиндра и верхняя стенка параллелепипеда wall - free sliip

Остальные области - symmetry.

Решение проводится в стационарной постановке с параметрами "по умолчанию"

Значение скорости определял в постпроцессоре, строил радиальную линию в среднем сечении цилиндра

и на линии смотрел модуль скорости. Получилось, что на стенке скорость примерно 2.5 м/с и по мере удаления от стенки она уменьшается.

Аналогичный результат я получил для обтекания шара, хотя по теории максимальная скорость на стенке должна быть 1.5 от скорости набегающего потока.

Подскажите пожалуйста, с чем связны такие результаты, что я делаю не правильно?.

[garry_c 1]

Забыл отметить, что ANSYS 12.1

[kristeen 355]

Обычно для простоты берут несжимаемую жидкость.

Судя по всему, у Вас среда = Air Ideal Gas. Посмотрите ее свойства и число Рейнольдса. Вроде при V=1m/s режим течения вокруг двухметрового цилиндра будет совсем не ламинарным.

[garry_c 1]

Обычно для простоты берут несжимаемую жидкость.

Судя по всему, у Вас среда = Air Ideal Gas. Посмотрите ее свойства и число Рейнольдса. Вроде при V=1m/s режим течения вокруг двухметрового цилиндра будет совсем не ламинарным.

Спасибо за идею.

[soklakov 1 476]

Вроде при V=1m/s режим течения вокруг двухметрового цилиндра будет совсем не ламинарным.

Есть сомнения, что он  будет стационарным ))

Вот цилиндр во Fluent'е.

[garry_c 1]

 

Вроде при V=1m/s режим течения вокруг двухметрового цилиндра будет совсем не ламинарным.

Есть сомнения, что он  будет стационарным ))

Вот цилиндр во Fluent'е.

 

В данном случае не важно стационарным оно будет или нет. Важно что в теории для идеальной жидкости максимальная скорость повышается в 2 раза, для вязкой жидкости при расчетах в ANSYS максимальная скорость повышается в  2.5 раза. Откуда дополнительная энергия?

[kristeen 355]

Откуда дополнительная энергия?

За 4 месяца задача так и не прояснилась?

 

 

Важно что в теории для идеальной жидкости максимальная скорость повышается в 2 раза, для вязкой жидкости при расчетах в ANSYS максимальная скорость повышается в  2.5 раза

А еще в идеальной жидкости сила сопротивления равна 0, а в реальной -- далеко не равна)

Если Вы хотите рассмотреть идеальную жидкость, посчитайте во Fluent'e без вязкости.

Не так давно была ассимметричная тема про то, почему падения давления в трубе нету..

 

Кажется, понял.. По моему, Вы путаете понятия идеальный газ и идеальная жидкость. Они по-разному идеальны)

[_serge 24]

А у меня для идеального газа почти ровно в 2 раза. Картинку течения приложил (Vx), Vx в набегающем потоке 0.1.

Почему могут быть отличия:

- схемная вязкость (нужно повысить порядок аппроксимации до 2 и выше)

- несовершенство разностного метода

и сетка.

Когда-то серьезно увлекался этой задачей, видимо в этом году займусь снова, но уже для высоких чисел Re.

Когда след турбулизуется. Хорошая модельная задача. Много экспериментов.

В вязком газе скорость может и должна быть выше за счет эффекта вытеснения. Это оправдано.

 

Но конкретно вид течения существенно зависит от числа Re.

П.с. на самом цилиндре становится турбулентным только при Re>2*10⁵

 

понятия идеальный газ и идеальная жидкость

 

В рамках механики сплошной среды нет разницы между газом и жидкостью. Это одно и то же. Идеальная сжимаемая жидкость=идельный газ.

[kristeen 355]

Идеальная сжимаемая жидкость=идельный газ

А как же вязкость?И как идеальная жидкость стала сжимаемой? Или каждый про свое?

[_serge 24]

В идеальной среде нет ни вязкости ни теплопроводности.

[kristeen 355]

Тогда про что это:

В рамках механики сплошной среды нет разницы между газом и жидкостью. Это одно и то же. Идеальная сжимаемая жидкость=идельный газ.

?

[vl 327]

да, _serge,

сжимаемостью все же не совпадает - разные уравнения состояния для идеального газа и жидкости.

[_serge 24]

Нет, ну если быть точным, тогда:

идеальная сжимаемая жидкость = газообразная жидкость = идеальная сжимаемая среда (это наиболее правильно).

Мне, например, не привычно писать газообразная жидкость.

Но молекулярно-кинетическая теория газов тут вообще ни при чем.

Здесь скорость становится выше за счет эффекта вытеснения.

А если о пс еще рано говорить (малые числа Re<10³), то за счет аналогичного эффекта.

 

Да, и уравнение состояния будь оно хоть:

p=nkT

или

V=const

- это при малых скоростях течения вообще не скажется на результате в рассматриваемой задаче.

[kristeen 355]

Просто, по-моему, эта путаница в терминологии и сбила ТС с толку.