Пожалуйста, посчитайте сопротивление шара

[dmiantosha 11]

У меня 14.5 =)

[kristeen 355]

В CFX-pre:

File > Import > mesh = Fluent mesh => mesh01.msh

File > Import > CCL => ball.ccl

 

http://www54.zippyshare.com/v/BlJc2FLa/file.html

[dmiantosha 11]

kristeen, спасибо. я примерно также делал, удостоверился, что все верно.... еще раз спасибо.

 

Для цилиндра получилось 0,73, вместо 0.82.

 

Возможно надо еще учитывать и некую силу трения воздуха о саму поверхность тела?

 

Еще для конуса посчитаю и для каплевидного тела....

[ccc44 53]

Возможно надо еще учитывать и некую силу трения воздуха о саму поверхность тела?

 

Вспоминаем аэродинамику:

Сх полное= Сх давления + Сх трения. 

Для больших Re и коротких тел доля Сх трения обычно невелика. В любом пакете МКО ее можно учесть задав шероховатость стенки. Тогда увидите и пограничный слой. 

Еще следует иметь в виду, что процесс нестационарный: при мониторинге расчета видно, как с задней поверхности сферы сходят мелкие вихри.

Для цилиндра поперек потока в SW FS есть двумерное решение и экспериментальные данные:

[soklakov 1 475]

Почему до сих пор ни слова об используемых моделях турбулентности?   Неинтересно?

[kristeen 355]

Вспоминаем аэродинамику: Сх полное= Сх давления + Сх трения. 

 

Для тех Re (~32e3 ... 64e3), которые у нас в тесте, разницы между гладкой сферой и шероховатой практически не должно быть:

 

 

 

Неинтересно?

Интересно, конечно. Есть подозрение, что тут не модели турбулентности, а стационар/нестационар влияют. Это кроме сетки..

Подайте на разъяснение сферы ядер и гигабайтов, кто сколько может =)

[soklakov 1 475]

Есть подозрение, что тут не модели турбулентности, а стационар/нестационар влияют.

Сфера, как и цилиндр, плохообтекаема. Соответственно, вихри срываться будут, но для определения сопротивления это неинтересно, хочется осреднять по Рейнольдсу... и тут встает вопрос модели.

В зависимости от скорости и сетки (ну то есть Y+) могут требоваться разные модели для получения точного Cd.

[dmiantosha 11]

У меня цилиндр торцом к потоку... Чуть позже посчитаю для остальных простых тел, посмотрим, что будет получаться там...

[soklakov 1 475]

посмотрим, что будет получаться там...

Не получаться, а получится. У Вас. Оно не само это делает

По идеи силу сопротивления шара в этом случаем, можно высчитать и аналитически, зная Cx=0.42

Это не аналитически, это эмпирически. Поставили кучу экспериментов, померяли силу и посчитали Cx. Но да, зная Cx, можно посчитать силу. Это не результат аналитического решения, это эксперимент. Что даже лучше.

На всякий случай, обратите внимание на график от @@kristeen, Cx постоянен только в определенном диапазоне чисел Рейнольдса.

Так вот, если в расчете не сходитесь с экспериментом, то значит неправильно делаете расчет)

У меня цилиндр торцом к потоку...

Будущий снаряд?

[dmiantosha 11]

Мне кажется это Cx получили эмпирически, а уже расчет все-таки аналитический, так как ускорения свободного падения (g) тоже нашли экспериментальным путем, таким образом все формулы с Ньютонами будут, судя по Вашим суждениям, эмпирическими, но это на самом деле вообще не очень важно, какие термины использовать.

 

Так вот, если в расчете не сходитесь с экспериментом, то значит неправильно делаете расчет

 

Так это понятно, надо теперь понять, что не правильно...

 

Будущий снаряд?

 

Нет просто знаю Cx для самых простых тел.

[soklakov 1 475]

надо теперь понять, что не правильно...

Вот я и предлагаю моделями турбулентности пошуршать.

[dmiantosha 11]

У меня Shear Stress Transport, на входе Fractional Intesity = 0.1, Eddy Viscosity Ratio = 1. Взял такие значение из официального туториала обдувки крыла. Правда там было 0.7 Маха.. =))

[soklakov 1 475]

Для SST, если правильно помню (что довольно сомнительно), Y+ нужен около единицы. А у Вас?

[a_schelyaev 366]

Т.к. там отрывные зоны, то нужно не только пристеночную сетку делать хорошую, но и зону отрыва разрешать.

[soklakov 1 475]

У меня Shear Stress Transport

А что насчет к-е модели? Вроде к сетке запрос поменьше, а Cx  должна бы нормально посчитать. Пробовали?

[dmiantosha 11]

Сейчас исследую возможности симметрии и уже в маленькой модели все попробую... просто жду по часу на один расчет, для меня долго, у меня же это хоббии.

[dmiantosha 11]

В общем по сетке и симметрии...

 

Считаю обтекание цилиндра (длина равна двум диаметром) торцом к потоку...

 

Расчетная область виде половины цилиндра с вырезанным в нем другим цилиндром, на который и осуществляется обдув.

 

На входе inlet 5 м/с на выходе outlet->A.Static Pressure = 0, боковая поверхность Wall -> Free Sleep, плоскость разреза - симметрия.

Сетку делаю в ICEM CFD - сначала блочную плоскую на пол поверхности симметрии, затем выдавливаю вращением, в итоге получается трехмерная сетка с очень хорошим качеством (за исключением крайних элементов у кромке, в случаи узких секторов, об этом ниже). Далее последовательно уменьшал угол "раскрытия" расчетной области (при половине угол равен 180 градусов, при четверти 90 и т.д), а следовательно и количество слоев. Считал Cx - в итоге получил (напомню, эмпирическим путем Cx для данного тела должен быть 0.82):

 

Половина (180 градусов, около 500 тыс элементов, 100 слоев) - Cx = 0.7298
Четверть (90 градусов, около 250 тыс. элементов, 50 слоев) - Cx = 0.7265

Сектор 1 (30 градусов, около 150 тыс. элементов, 12 слоев) - Cx = 0.7268
Сектор 2 (10 градусов, около 50 тыс. элементов, 6 слоев) - Сx = 0.7252

Поняв, что я двигаюсь в правильном направлении, я переделал сетку сначала, изначально разбив 2D блок более качественно:

И саму область обтекания:

 

Далее выдавил вращением на 10 градусов на все те же 6 слоев, получил почти в три раза больше элементов, чем в последнем расчете - около 120 тыс. Но... Но это не повлияло на результат, получил Cx=0.7252, прям цифра в цифру, может быть случайно.. =)

 

Далее в Pre задал Refinement по скорости, подумал, что пусть он сам мельчит, там где ему надо. Прошло 3 итерации мельчения сетки, в конце в решателе считалось уже около 350 тыс. элементов. 

 

Вот такая получилась сетка на выходе:

 

И получил Cx=0.775. Уже совсем близко.. =)

 

Считаю на данный момент сетка полностью устраивает поставленной задачи (могу использовать refinment), поэтому далее поэксперементирую с моделями турбулетности и прочими ГУ. Напишу о результатах, если интересно.

 

Ну и Картинку прикреплю, думаю никого не удивит.. =))

 

[dmiantosha 11]

Попробовал несколько моделей:

 

Idead Gas + IsoTermal + Laminar - решение не сходится, видимо не физчино, в пре видно, что получаем не стационар. Cx=0.6335

 

Ideal Gas + IsoTermal + k e low  Cx=0.77, причем при low, med и high интенсивности турбулетности результат не меняется Сx = 0.77

Ideal Gas + IsoTermal + SST - Сx =0.75

 

Есть считать в любой случае как Total Energy, то результат не меняется: Cx = 0.75, причем по Energy решение не сходится:

 

Если взять воздух в этих решениях, то результат не меняется. 

 

В итоге взял модель, которая давала более близкий к правде результат: Ideal Gas + IsoTermal + k e med и провел Mess Adaptation в пять интераций при уровне невязок в 1e-6 и с галкой Double Precision в решателе (не выяснил, влияет ли она на результат), в итоге получил:

 

Cx = 0.810866

 

Что очень и очень близко к правде... 

Терпение и труд, все перетруд.

 

Модель и сетка определена, перейду к след. телам...

[soklakov 1 475]

А вот эти варианты у k-e пробовали? До mesh adaptation.

 

 

Ой, CFX же... Ну должно быть что-то похожее.

[dmiantosha 11]

Не, в CFX, если k-epsilon, тот только Scalable, либо ручной контроль: