Нужна помощь знающих Метод контрольного объема

[Gef_Z 0]

Уважаемые. Если вы хорошо понимаете Метод контрольного объма описанного Патанкаром С.В. то пожалуйста помогите.

Я пытаюсь создать расчетный комплекс по его алгоритму и возникли проблемы, сам которые я решить не могу.

Вся информация на сайте <noindex>http://avtoclavmko.narod.ru/</noindex>

Будьте снисходительны к оформлению. Я только учюсь

[Grizz 1]

Уважаемый Gef_Z,

Если не секрет, для решения какого класса задач будет предназначен разрабатываемый Вами ПК?

[Iatsouk 3]

Посмотрел Ваши вопросы. Посмотрел Патанкара.

Не нашел, чтобы у П. было написано а_р=а_е+а_w.

Что касается массовых расходов, то, по существу, Fe и Fw это и они самые и есть. Просто в одномерном случае предполагается единичная площадь грани, а уже в двумерном (см. 4.52) в них учитываются dx и dy.

Если нет ни диффузии (D=0) ни сжимаемости, а есть просто труба постоянного диаметра, заполненная ид. жидкостью, то какой бы смысл величине Ф Вы ни придавали бы (хоть скорость хоть температура) она будет постоянной по всей трубе, что и следует из Ваших рассуждений там, где Вы пишете Фр=Фw.

Если есть желание разобраться, то нужно внимательнее почитать, а если необходимо составить программу, то нужно просто запрограммировать окончательные формулы, напр., со страницы 84.

ЗЫ! Для двумерных задач с идеальной жидкостью есть готовые подпрограммы решения уравнения Лапласа в Маткаде и Матлабе. Думаю, что на такую двумерную задачу хватит мощности демо-версии ФлоуВизиона (распространяется бесплатно).

ЗЗЫ! До сих пор не знаю почему, но мои собственные неоднократные попытки решать диф. ур-я в частн. произв. методом переменных направлений (см. стр. 56) всегда проваливались - решение шло вразнос.

А вот решая поточечно (Гаусс-Зейдель, стр. 54) получал сходящиеся решения.

Тут совсем всё просто. Берешь очередную ячейку. Рассчитываешь все коэффициенты а_р. Потом по формуле 3.47 находишь значение в данной ячейке Тр. Релаксируешь его и запоминаешь.

Далее хватаешься за следующую ячейку.

Оно конечно (по теории) дольше, но как говорили деды "тише едешь - дальше будешь".

[Gef_Z 0]

Iatsouk:  По поводу "Не нашел, чтобы у П. было написано а_р=а_е+а_w."

Посмотри страницу с лева там где приводятся подобные выкладки. Там у него примечания имеются. 1, 2,...

Первоочередная задача ставиться так:

Необходимо получить комплекс для расчета задач, как внутреннего так и внешнего обтекания, в до и сверхзвуке. в не зависимости от граничных условий, с учетом вязкости и плотности.

Вы же понимаете, что рассматривать обтекание тела в трубе это...

Основная задача:

Тепломассоперенос в замкнутом сосуде при нагревании(охлаждении стенок), двухкомпонентной смеси.

И поэтому меня очень сильно интересует вопрос будут ли в уравнения для двумерного и трехмерного аналогов при расчете коэффициентов а_р входить составляющие Fe и Fw.

[Gef_Z 0]

Iatsouk:  По поводу "Не нашел, чтобы у П. было написано а_р=а_е+а_w."

[

Посмотри страницу с лева там где приводятся подобные выкладки. Там у него примечания имеются. 1, 2,...

Первоочередная задача ставиться так:

Необходимо получить комплекс для расчета задач, как внутреннего так и внешнего обтекания, в до и сверхзвуке. в не зависимости от граничных условий, с учетом вязкости и плотности.

Вы же понимаете, что рассматривать обтекание тела в трубе это...

Основная задача:

Тепломассоперенос в замкнутом сосуде при нагревании(охлаждении стенок), двухкомпонентной смеси.

И поэтому меня очень сильно интересует вопрос будут ли в уравнения для двумерного и трехмерного аналогов при расчете коэффициентов а_р входить составляющие Fe и Fw.

[Gef_Z 0]

Задача не сегодня так завтра постараюсь выложить.

Если кто сможет помочь с методом буду очень признателен.

[Gef_Z 0]

Iatsouk:  По поводу "Не нашел, чтобы у П. было написано а_р=а_е+а_w."

[

Посмотри страницу с лева там где приводятся подобные выкладки. Там у него примечания имеются. 1, 2,...

Первоочередная задача ставиться так:

Необходимо получить комплекс для расчета задач, как внутреннего так и внешнего обтекания, в до и сверхзвуке. в не зависимости от граничных условий, с учетом вязкости и плотности.

Вы же понимаете, что рассматривать обтекание тела в трубе это...

Основная задача:

Тепломассоперенос в замкнутом сосуде при нагревании(охлаждении стенок), двухкомпонентной смеси.

И поэтому меня очень сильно интересует вопрос будут ли в уравнения для двумерного и трехмерного аналогов при расчете коэффициентов а_р входить составляющие Fe и Fw.

[Gef_Z 0]

Смысл этого всего я постараюсь выложить на сайте.

Если кто сможет помочь, помогите. Буду очень признателен.

[Iatsouk 3]

Необходимо получить комплекс для расчета задач, как внутреннего так и внешнего обтекания, в до и сверхзвуке. в не зависимости от граничных условий, с учетом вязкости и плотности.

.......

Тепломассоперенос в замкнутом сосуде при нагревании(охлаждении стенок), двухкомпонентной смеси.

Это сильно. Парни из Флюента и прочих подобных контор сдохнут от бессильной злобы.

Так им и надо, буржуинам проклятым !!!!!!

Теперь по существу.

Действительно там в примере (стр. 70) написано а_р=... .

Так ведь пример-то как раз и относится к трубе постоянного сечения - одномерная задача. Отсюда и ссылка на уравнение неразрывности, которое выражает закон сохранения массы.

Уже в двумерном случае величины F будут связаны соотношением (4.51), и равенство Fe=Fw если и будет наблюдаться, то лишь в отдельных частных случаях.

ЗЫ! Мне очень нравится книжка Патанкара. Другой столь же простой, посвященной кон-разн. методам я не знаю.

Но эта замечательная книга позволяет сделать лишь первый шаг.

У Патанкара не обсуждается целый ряд фундаментальных вопросов, без рассмотрения которых продвинуться не выйдет. В частности, там нет ни слова о построении сеток и моделировании турбулентности.

Вот список литературы, на которую стоило бы взглянуть (из того что было под рукой):

1. Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен.: Пер. с англ. : в 2 т. – М., Мир, 1990

2. Курбацкий А. Ф. Моделирование турбулентных течений. // Изв. СО АН СССР, 1989, вып. 5, с. 119 146

3. Томпсон Дж. Ф. Методы расчета сеток в вычислительной аэродинамике: Пер. с англ. // Аэрокосм. техника. 1985. Т. 3. № 8, с. 114-123

4. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкости

5. Белов И. А., Исаев С. А., Коробков В. А. Задачи и методы расчета отрывных течений несжимаемой жидкости. – Л. Судостроение, 1989, 256 с

Имеется сайты <noindex>г-на Кудинова</noindex> и <noindex>Miki ,одного из активных корреспондентов раздела CFD,</noindex> на которых содержится уйма CFD-ссылок и гораздо более полные списки литературы.

Если Вы обретаетесь в СПб, кое-что у меня есть в электронном виде - могу подбросить.

[Miki 3]

заранее извиняюсь что влезу с легким оттенком пессимизма

просто накладывает такой отпечаток искл инженерная практика т.е. раз два модель три четыре результат

а зачем такой код создавать ?

другие модели турбулентности ?

иные физические модели ?

другая дискретизация СДУ ?

исходя из услышанного здесь и посмотренного на Вашем сайте, пока не заметил ничего отличительного

тогда стоит ли ?

ежели конечно тренировка для ума это да, все ок

но если именно рассчитать что то надо и при этом не хочется связываться с коммерческим софтом, то всегда можно поискать университетские коды CFD. ссылки есть на CFD-online.com абсолютно фриварные версии месяцок другой с интерфейсом поковыряетесь и все решите

в любом случае удачи,

только помните что серьезные коды эволюционировали очень долго до сегодняшнего состояния

а по турбулентности порекомендую работу из Перми

П.Г.Фрик Турбулентность: модели и подходы, курс лекций.

реальная штука и написана на русском

[Gef_Z 0]

Iatsouk. я

Дословно

Iatsouk : Уже в двумерном случае величины F будут связаны соотношением (4.51), и равенство Fe=Fw если и будет наблюдаться, то лишь в отдельных частных случаях.

Я посмотрел еще раз там где вы сказали (почему-то необращал на этот абзац внимания раньше)

То вы хотите сказать, что в двумерный дискретный аналог описанный в формулах (4.57), в общем случае, когда мы проводим расчет итерационным методом, в a_p необходимо вводить составляющие Fe, Fw итд.?

Miki

заранее извиняюсь что влезу с легким оттенком пессимизма

просто накладывает такой отпечаток искл инженерная практика т.е. раз два модель три четыре результат 

а зачем такой код создавать ? 

другие модели турбулентности ?

иные физические модели ?

другая дискретизация СДУ ?

исходя из услышанного здесь и посмотренного на Вашем сайте, пока не заметил ничего отличительного

тогда стоит ли ?

Miki СТОИТ.

CFD пакетами (типа Star-CD) занимаются другие студенты. У меня эта тема диплома.

До прошлого года все расчеты проводились по алгоритму МКЧ (Белоцерковского). В полученных программах на алгоритме МКЧ удовлетворительно считается сверхзвук. с натягом большой дозвук.

Меньше 0.5М считать просто невозможно. Процесс затягивается на сутки(недели). А это сами понимаете ни какая машина не выдержит.

Поэтому наряду с дозвуком необходим сверхзвук. чтобы можно было сравнить полученные результаты.

[Gef_Z 0]

Сейчас алгоритм, когда в поле заданы идеальные условия работает. 1 шаг и все. ( все идеально)

Но когда ставлю на входной границе например: 10м/с, 1атм. (см. проблема 1 рис 1. <noindex>http://avtoclavmko.narod.ru</noindex> )Процес идет, точность сходимости 10Е-7, но не могу добиться симметричности потока. (алгоритм (4.57) стр 83).

Может так и должно быть, из-за несиммтеричности расчетного алгоритма (сверху вниз, слево направо). Метод прогонок сможет ли исправить ситуацию?

Iatsouk: я сам из Челябинска. Ту литературу которую вы мне посоветовали я постараюсь найти. Кудинова, все что можно было я прочитал (для себя пока ничего путного).

Если есть какие либо алгоритмы реализации сеток в декартовой системе координат для SIMPLE в эелектронном виде, может быть вы сможете отправить их на ящик gef_z@mail.ru в сжатом виде (например в формате DjVu).

[Iatsouk 3]

О том, что в а_р входят все F-ки (северная, южная, западная, восточная, верхняя и нижняя) пишет г-н Патанкар (4.57, 4.62). Добавить ничего не могу.

По поводу симметрии.

Направление обхода ячеек здесь однозначно ни при чём, если только Ваша собственная реализация алгоритма где-либо кардинально не глючит.

Я бы грешил на реализацию граничных условий на стенках и, возможно, на реализацию алгоритма SIMPLE.

Метод прогонок поможет только если глюк окажется в удалённом коде. С равным успехом можно написать правильную реализацию Гаусса-Зейделя. Но, повторюсь, начинать надо не с этого.

Реализация сетки никак не связана с SIMPLE. Идея метода сеток заключается в том, что физическая "кубообразная" область с криволинейными границам отображается на параллелепипед в виртуальной (расчетной) области.

Далее расчет ведется на ортогональной сетке ("по Патанкару"), но вследствие преобразования геометрии в уравнениях движения жидкости появляются новые члены. Подробнее см., напр. у Флетчера и Томпсона.

Через сайт Кудинова можно найти ссылку на текст книги Joe F. Thompson (ох, не ошибся ли я в написании ешо фамилии ?), посвященной методам сеток. Упомянутый мной обзор (того самого Т.) кратко излагает содержание книги. Английский там (в книге) примитивный, а вот математику следует знать.

ЗЫ. С пересылкой больших объемов по почте у меня проблемы - на работе сменили провайдера и (надеюсь временно) установили лимит траффика

[Iatsouk 3]

Да, и еще "в догонку".

1. Я никогда не интересовался сверхзвуком. Но, насколько мне известно, при переходе от дозвука к сверхзвуку может измениться тип дифф. уравнений - с эллиптитческого на гиперболический или параболический.

Чтобы один и тот же код адекватно работал с маршевыми (сверхзвук) и граничными (дозвук) задачами нужно писать его очень аккуратно.

Возможно, проблемы со сходимостью (и временем расчета), о которых Вы упоминаете в связи с Белоцерковским, также возникают вследствие изменения типа решаемых уравнений.

2. О сетках. Можно не строить криволинейную сетку, а пойти по пути FlowVision. Там сетка изначально и на все времена ортогональная, но при этом используется некий хитрый механизм расчета в тех случаях, когда часть ячейки находится внутри, а часть - снаружи обтекаемого тела. Подробного описания этого алгоритма я не видел и не знаю есть ли он где-либо в открытом доступе.

[TDL 0]

1. Я никогда не интересовался сверхзвуком. Но, насколько мне известно, при переходе от дозвука к сверхзвуку может измениться тип дифф. уравнений - с эллиптитческого на гиперболический или параболический.

Чтобы один и тот же код адекватно работал с маршевыми (сверхзвук) и граничными (дозвук) задачами нужно писать его очень аккуратно.

<{POST_SNAPBACK}>

1) Для приближенных расчетов действительно можно считать сверх звук на базе параболизированных уравнений навье стокса, но при расчете дозвуковых схем необходима регулизация начальной краевой задачи.

2.  О сетках.

<{POST_SNAPBACK}>

2) Да можно построить ортогональную сетку и считать в ней, но тогда вы должны иметь однозначное преобразование от криволинейной сетки к ортогональной .

3) для ускорения расчета распараллельте задачу.

4) Для того чтобы лучше Вам разбираться способами моделирования я бы вам посоветовал еще одну книгу - Численное моделирование течений в вязкого газа в ударном слое Ю.П. Головачев 96г (мне кажется она подойдет вам больше чем, вышеперечисленные книги)

[Gef_Z 0]

TDL

Пунктик

1) Для приближенных расчетов действительно можно считать сверх звук на базе параболизированных уравнений навье стокса, но при расчете дозвуковых схем необходима регулизация начальной краевой задачи.

Поподробнее если можно.

Насчет параболизованных уравнений Навье-Стокса это в Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен.: Пер. с англ. : в 2 т. – М., Мир, 1990, а вот по поводу

но при расчете дозвуковых схем необходима регулизация начальной краевой задачи.

я ничего неслышал.

[TDL 0]

TDL

Пунктик

Поподробнее если можно.

Насчет параболизованных уравнений Навье-Стокса это  в Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен.: Пер. с англ. : в 2 т. – М., Мир, 1990, а вот по поводу

я ничего неслышал.

<{POST_SNAPBACK}>

Более подробно как я уже отмечал см Численное моделирование течений в вязкого газа в ударном слое Ю.П. Головачев 96г. Не проблема ее достать. Если коротко говорить, это связано с тем что в близи поверхности имеется дозвуковая область и расчет по параболизованным уравнений Навье-Стокса становится не корректно. Методик существует несколько.