Перейти к публикации

Может ли дорожка Кармана проявляться в несжимаемой среде?


Рекомендованные сообщения

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Karman_Vortex_Street_Off_Cylinder.ogvлюди как-то получают другие картинки...
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


люди как-то получают другие картинки..

 

 

Re=50000. Вихри должны отрываться. Забыл включить нестационарный режим. Ну, с анимацией, конечно проблемы. (SW Flow Simulation).

post-21019-0-02980300-1447234143.png

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

По логике в силу вязкости и  должно  оторваться не ровно столько сколько необходимо, а с прилипанием. То есть в зоне отрыва должно возникать разряжение и несимметричные давления. Которые , видимо,  и раскачивают дерево лежащее в воде поперек течения... :)

Попробуйте нарисовать траектории движения частиц. На картинке из википедии похоже они рисуются...

Изменено пользователем Fedor
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В плоской за месяц можно))

 

Плоская задача. Во Фуенте обдуваю нормальным потоком со скоростью 5м/с пластину (600мм) с закруглениями на концах.

Использую LES-модель. Высота первого слоя сетки 5 микрон (темп 1.1), квадратные сточные элементы вокруг пластины 1мм на расстоянии 200м. К краям расчетной области (4м на 7м)  размер элементов увеличивается до 5 мм.

Сетка получилась небольшая  на 2 млн элементов.

Нестационарный солвер, шаг 0.0001с. Распараллеливание на 48 ядер с общей памятью.

 

Делаю прогон до установления дорожки кармана в течение 2-суток (100 тыс шагов 10 секунд модельного вемени).

Затем еще 2 суток записываю в файл Lift-силу, действующую на пластину. 

После этого вычисляю тут же во Флуенте, используя его опции, график Lift=f(Струхаль)

Для отрывных вихрей Струхаль как обычно  равен примерно 0.2

 

Так что на плоской задаче посчитать реально в приемлемые сроки.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Попробуйте нарисовать траектории движения частиц. На картинке из википедии похоже они рисуются...

 

Это и есть траектории, проходящие через вертикальную линию за цилиндром, для данного момента времени:

post-21019-0-28523500-1447240570.png

Расчет идет 30 сек.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Это и есть траектории

Пардон, это линии тока. Некорректный перевод в SW16. В нестационарном течении, как известно, траектории частиц с линиями тока не совпадают.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Господи, полвека все считали дорожку Кармана обычными URANS и тут вдруг им LES понадобился.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

У меня для воды и 5 сантиметрового бревна более менее реальная картина (с параболическим последействием) устанавливается минут через 5.

Вероятно вода более инертна или типа того.

Но дорожка Кармана вроде совсем простая задача, почти что тестовая и решается в общем случае за несколько минут в принципе безо всяких моделей в сравнительно простой программе на фортране. Или может я что то не понимаю.

 

post-43660-0-37772600-1447250117.png

Изменено пользователем etcartman
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

"Вероятно вода более инертна или типа того" - сомнительно, чтобы плотность воды в речке особо менялась. Скорее уж на глаз определенный диаметр и скорость потока. Спасибо, теперь хоть знаю что интуиция не подвела при объяснении внукам :)

Все равно зимой планирую пройтись на лыжах и поспиливать упавшие в речку деревья , чтобы не мешали туристическому судоходству и спиннинг не мешали бросать :)

Изменено пользователем Fedor
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Я думаю что у меня вихри не срываются, потому что параметры нелинейного расчета так подстроены по умолчанию (как выше говорилось - демпфирование и т.д.). Расчет сходится подозрительно быстро.

Изменено пользователем etcartman
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Я думаю что у меня вихри не срываются, потому что параметры нелинейного расчета так подстроены по умолчанию (как выше говорилось - демпфирование и т.д.). Расчет сходится подозрительно быстро.

Как может "сходиться" нестационарный расчет ?  :biggrin: Ну разве что частота срыва вихрей на постоянное значение выходит.

У меня для воды и 5 сантиметрового бревна более менее реальная картина (с параболическим последействием) устанавливается минут через 5.

Вероятно вода более инертна или типа того.

Но дорожка Кармана вроде совсем простая задача, почти что тестовая и решается в общем случае за несколько минут в принципе безо всяких моделей в сравнительно простой программе на фортране. Или может я что то не понимаю.

 

Кстати только сейчас обратил внимание. А почему у вас ГУ на верхней и нижней границе - стенка с прилипанием ?

В такой конфигурации дорожка Кармана зачастую не развивается из за диссипации вихрей в погранслое канала (сие зависит от соотношения поперечного размера канала и диаметра цилиндра)  

post-34943-0-84390200-1447259598.gif

Изменено пользователем HFL
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

В общем всегда когда я на форумах задаю п

 

Как может "сходиться" нестационарный расчет ?  :biggrin: Ну разве что частота срыва вихрей на постоянное значение выходит.

 

Чет гдет напортачил. Может шагов мало.

Но в данном случае я не пытаюсь научиться решать подобные задачи (тем более с помощью открытого софта который априори предполагает знание темы выше среднего) а просто пытаюсь понять физику данного явления. Вернее связь физики и математики

Когда инженерам такие вопросы задаешь - они начинают отвечать в духе LES там или еще какая то модель (или программа). На уровне - кнопочку нажми и что то получи. А я не уверен что срыв вихрей вообще явление как то связанное с турбулентностью.

И вообще если на то пошло - не разу не видел чтобы в CFD просто вменяемо воспроизвели простейший график Cx для цилиндра с учетом шероховатости из СНиПа или Еврокода.

Вот кстати хорошее видео

https://youtu.be/Eh_vOcXazaU?t=1m52s

Изменено пользователем etcartman
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Господи, полвека все считали дорожку Кармана обычными URANS и тут вдруг им LES понадобился.

Топикстартер спросил  про "реальные задачи"  :biggrin:

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

В общем всегда когда я на форумах задаю п

 

 

Чет гдет напортачил. Может шагов мало.

Но в данном случае я не пытаюсь научиться решать подобные задачи (тем более с помощью открытого софта который априори предполагает знание темы выше среднего) а просто пытаюсь понять физику данного явления. Вернее связь физики и математики

Когда инженерам такие вопросы задаешь - они начинают отвечать в духе LES там или еще какая то модель (или программа). На уровне - кнопочку нажми и что то получи. А я не уверен что срыв вихрей вообще явление как то связанное с турбулентностью.

И вообще если на то пошло - не разу не видел чтобы в CFD просто вменяемо воспроизвели простейший график Cx для цилиндра с учетом шероховатости из СНиПа или Еврокода.

Вот кстати хорошее видео

https://youtu.be/Eh_vOcXazaU?t=1m52s

На мой быстрый и поверхностный взгляд сетка грубовата. (Особенно для LES :biggrin: )

 

All the complexity in CFD comes from trying to compute complex flows on coarse grids. © Phil Roe

 

 

PS: Про турбулентность мы пока даже и не начинали говорить :biggrin:  (ну разве что в реплике про "LES vs URANS") 

Изменено пользователем HFL
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Турбулентность связана с потерей устойчивости движения, как и  дорожка Кармана. По моему это очевидно... Кроме того, насколько помню, Рейнольдс и придумал свое число чтобы определять когда начнется турбулентность. Где то читал, что его оборудование сохранили в музее в Нью-Йорке  в помещении где он и проводил свои опыты. Решили повторить. Турбулентность в трубе начиналась раньше чем у Рейнольдса. Долго ломали головы, потом смекнули, что рядом по улице ходит трамвай, которого во времена Рейнольдса не было. Он создает возмущения из за которых и начинается процесс потери устойчивости раньше. Проделали ночью когда трамваи не ходили и получили результаты как у Рейнольдса :)

Изменено пользователем Fedor
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Я понимаю модели турбулентности (по аналогии например с другими задачами механики, которыми владею получше) как способ осреднения результата для получения решения нужного в том или ином случае. Какой именно результат нужен практически я наверно понимаю даже получше многих CFDистов (из практики проектирования и расчета сооружений на ветер - башен, мачт и тд)

А точное решение - есть ли оно вообще, знает только Отелбаев Мухтарбай Отелбаевич, за историей с которым я тоже периодически поглядываю.

Моя собственная гипотеза (основанная ни на чем или на личных размышлениях в сортире) что практически турбулентность все таки не может быть полностью смоделирована в рамках Навье Стокса, даже если бы и существовал четкий математический аппарат для решения этой системы уравнений. 

А вот дорожка по моему все таки просто следует из Стокса, через какие то там синусоиды - и это достаточно стаблильное движение а не хаотичное.

То есть дорожка по моему мнению - это аналог потери устойчивости в статике (притом что в численном расчете несовершенства легко получаются от сеток или даже ошибок округления). В то время как турбулентность что то ближе к механике разрушения, то есть это нечто другое чем просто Стокс с его вариациями.

Изменено пользователем etcartman
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Я понимаю модели турбулентности (по аналогии например с другими задачами механики, которыми владею получше) как способ осреднения результата для получения решения нужного в том или ином случае. Какой именно результат нужен практически я наверно понимаю даже получше многих CFDистов (из практики проектирования и расчета сооружений на ветер - башен, мачт и тд)

А точное решение - есть ли оно вообще, знает только Отелбаев Мухтарбай Отелбаевич, за историей с которым я тоже периодически поглядываю.

Моя собственная гипотеза (основанная ни на чем или на личных размышлениях в сортире) что практически турбулентность все таки не может быть полностью смоделирована в рамках Навье Стокса, даже если бы и существовал четкий математический аппарат для решения этой системы уравнений. 

А вот дорожка по моему все таки просто следует из Стокса, через какие то там синусоиды - и это достаточно стаблильное движение а не хаотичное.

Тут нужно определиться с терминологией:

 

"Модель" (в чистом виде) это RANS/URANS, а если вы будете решать уравнения Навье-Стокса "напрямую" с Колмогоровским масштабом это уже "прямая симуляция" (DNS)

LES  же ( туда же всякие DES,DDES) это нечто среднее ... то есть часть спектра турбулентности вы "моделируете" (SGS) а часть пытаетесь разрешить мелкой сеткой/крошечным шагом по времени.

 

Но мне представляется что в эти дебри вам лезть нецелесообразно  :no_1:

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Ну к шизомеханике скорее имеет отношение кавитация, когда нарушается уравнение неразрывности, а движения частиц при турбулентности вполне гладкие то есть дифференцируемые и должны удовлетворять дифференциальным соотношениям следующим из законов Ньютона. То есть Навье-Стокса :)

"Плотность в числителе выражения характеризует инерцию частиц, отклонившихся от движения по прямой, а вязкость в знаменателе показывает склонность жидкости препятствовать такому отклонению." https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE_%D0%A0%D0%B5%D0%B9%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D0%B4%D1%81%D0%B0Практически устойчивость по Ляпунову ...

Изменено пользователем Fedor
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Тут нужно определиться с терминологией:

 

"Модель" (в чистом виде) это RANS/URANS, а если вы будете решать уравнения Навье-Стокса "напрямую" с Колмогоровским масштабом это уже "прямая симуляция" (DNS)

LES  же ( туда же всякие DES,DDES) это нечто среднее ... то есть часть спектра турбулентности вы "моделируете" (SGS) а часть пытаетесь разрешить мелкой сеткой/крошечным шагом по времени.

 

Но мне представляется что в эти дебри вам лезть нецелесообразно  :no_1:

 

 

 

Да, чтобы лезть в дебри надо было бы сначала самостоятельно освоить соответствующий курс, начиная с соответствующих уравнений.

Вот есть еще известная модель - ка эпсилон, тоже вроде какое то место занимает (мне не очень понятное).

Моя задача примерно проще - представлять какие методы существуют и как они могут быть полезны. И например из данной темы я понял что симуляция срыва вихрей на сооружениях при скоростях 5-25 м/с в общем случае не такая простая за пределами 2д (в то же время для 2д - практически пригодная по крайней мере, то есть такая задача может быть поставлена в принципе).

В то же время, судя по всему такая медленная проблема как распространение дыма - решается сравнительно просто http://www.nist.gov/el/fire_research/fds_smokeview.cfm

даже для сложной геометрии в 3д (там какая то специальная модель).

Было бы хорошо найти толковую статью именно по аспектам практического применения симуляции для разных задач.

И кстати спасибо за ссылку - про кавитацию тоже немного прочитал.

Изменено пользователем etcartman
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

PS пытаясь классифицировать практические CFD задачи...

1) Распространение дыма, конвекция в помещениях и тд - медленные, temperature driven Простые задачи

2) Задачи "внутри трубопроводов" без инженерных "стержневых" моделей - цель в основном определение сопротивления. Сравнительно простые для инженерной точности.

3) Строительные задачи - ветровая нагрузка (осредненное давление - простая задача) и срыв вихрей (сложная задача)

4) Самолеты - ракеты и т.д. - высокие скорости, Re и тд (сложные и затратные)

5) Автомобили и пр. - лобовое сопротивление. Вроде в пределах какой то точности могут быть относительно простыми.

6) Задачи проектирования гидравлических устройств с подвижными твердотельными частями. Туда же - моделирование ветряков и тд (предположительно сложные)

7) Задачи судостроения (сопротивление и тд)

8) Сложные научные задачи (климат, цунами, течения)

 

Понятно что поскольку Стокс в общем случае не решается почти ни для чего, кроме ламинарного течения, то для каждой проблемы есть своя модель с каким то адекватным упрощением, свой тип оптимальной сетки и свои "точные-не точные" результаты.

Я естественно не прошу мне подробно все расписывать и отвечать, просто если кто то даст ссылку или сам решит написать статью или пособие - я бы почитал с удовольствием.

Изменено пользователем etcartman
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.



  • Сообщения

    • gudstartup
      телеграммы формирует smc датчик вообще 1vpp он телеграммами не занимается но лучше конечно оба хвоста проверить
    • gudstartup
      а как он развалится если вы на нем фактически не работаете ... сколько моточасов он у вас отработал за 8 лет? на 8 рассчитывают станок 24\7 безаварийной работы а потом как вы выражаетесь полная мехатроника даже подшипника в осевых моторах менять приходится и тормоза на гравитационных осях а швп и опорники это уж само собой.    
    • mnerno
      @gudstartup А кабель от SMC20 к энкодеру? Он тоже тогда получается под подозрением.. Вообще я энкодер смотрел вчера осцилографом и сигнал немного шумноват, но тут мог источник питания подкидывать я импульсным не сильно шикарным лабораторным его питал. Синусы на месте обоих каналов и референтный и готовность возвращает.
    • Viktor2004
      Можно. Но для этого надо долго возиться с программой ладдера производителя и доводить ее до ума. И для каждого станка все это индивидуально. А я привел способ быстрый и простой
    • gudstartup
      @mnerno энкодер телеграммы отправляет но они доходят иногда в искаженном виде и это обычно из происходит из за кабеля особенно если он порядочной длины. свойства кабеля на вч вы поверить не сможете а мультиметр показывает только целостность проводников. проверите кабель потом останется только сам энкодер так как smc20   вы уже меняли.    
    • Горыныч
      И это прекрасно, что вы имели много интересных предложений за разные деньги, но выбрали то, что выбрали. Это просто неоценимый опыт :) К следующим закупкам будете подходить более осознанно.   Я всегда готов обсудить новые закупки. Но откатов у нас нет, совсем нет. Я мзду не беру и не даю, мне за державу обидно!
    • Mixon513
      Стояло 25% то есть 2500. Но как я отошел поставил на 100% и в итоге вот что получилось
    • maxx2000
      @Viktor2004 это всё понятно, я про то , что можно ли пожертвовать допустим только 2 соседними ячейками, а не кастрировать весь барабан.
    • Бестолковый
      @The_22nik Нет, везде (глобально, так как прописан с шаблонах и деталей и сборок и чертежей) стоит один и тот же шрифт "ГОСТ тип А". @Snake 60 При сохранении отсоединённого чертежа плоскости превращаются в штрих-пунктирные линии без обозначений/названий. Выбираешь плоскость, тыцаешь F2 и переименовываешь. Как отобразить её название на чертеже - на скриншотах ниже.   Моя база - это плоскость ПО. См. ккриншот ниже.
    • mnerno
      Про вентиляторы я знаю. Не доходят руки их поменять, лежат ждут своей очереди. Какова вероятность что это не энкодер? Кабель драйвклика завтра попробую поменять. Ошибки указывающие на драйвклик лезут после актив енкодера через некоторое время.  
×
×
  • Создать...