Перейти к публикации

Может ли дорожка Кармана проявляться в несжимаемой среде?


Рекомендованные сообщения

То есть, иными словами, если в модели, в которой наблюдается срыв вихрей (не проблема смоделировать хоть почти где) перейти к уравнениям Эйлера при тех же параметрах - сохранится ли данный эффект?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


Для начала уравнения Эйлера описывают невязкую среду а вовсе не несжимаемую.

 

Вы таки определитесь где вам нужна дорожка Кармана  :biggrin:

 

Если коротко то данный феномен характерен для вязкого течения (как сжимаемого так и несжимаемого )

 

То есть строго говоря Рейнольдс для невязкого потока равен бесконечности (из за нулевой вязкости) ... ну а если нестрого ... то любая численная решалка для невязкого газа имеет схемную вязкость  :rolleyes:

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Да, я попутал - речь в моем случае идет о несжимаемом потоке (если я верно понял - частный случай уравнения Эйлера)

Мне интересна не конкретная среда (вода, воздух), а особенности численного решения, для абстрактного случая.

То есть - вот есть поток, уравнения Навье Стокса. Потом тот же поток моделируется как несжимаемый - будет ли дорожка?

Я плохо на самом деле понимаю разницу между разными случаями, но вопрос по феномену тем не менее имеется.

 

PS не могли бы вы примерно привести пример, когда дорожка возникает в несжимаемом потоке, при каких исходных данных?

PPS - уточню вопрос до предела. можено ли получить дорожку на уравнении прикрепленном к посту?

post-43660-0-73405400-1447169596.png

Изменено пользователем etcartman
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Если коротко, дорожка будет образовываться если Рейнольдс обтекаемого тела  попадает в диапазон  47<Re<105 (для бесконечного цилиндра)

 

Кроме того по числу Струхала можно примерно определить частоту срыва вихря. Сжимаемость/несжимаемость в данном случае особо не влияют.

Изменено пользователем HFL
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Понятно - спасибо. Я поясню, почему я задал данный вопрос. В некоторых приложениях очень важно знать - возникает ли срыв вихрей и насколько часто. В частности если частота срыва вихрей совпадает например с собственной частотой конструкции - это очень нежелательное явление (для конструкций означает значительное по величине циклическое нагружение и требует специального конструирования с учетом усталости). Ввиду того, что практически на поток газа (ветер) влияет огромная масса факторов (ни в одном из практических случаев идеальная схема, типа "бесконечный цилиндр" не работает) сложно вообще понять - возникнет оно или нет на практике, и на какой частоте. Если плясать от уравнений - то тут более или менее становится понятной природа явления, например то, что оно 100 процентно не случайно, грубо говоря математически следует из уравнений при определенных параметрах.

Изменено пользователем etcartman
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

PS Есть такая вещь для дымовых труб, которая называется "интерцептор". Такие же штуки применяют для крыльев самолетов. Оптимальные геометрические параметры вроде бы подобраны исходя из практики (либо продувкой в аэродинамической трубе).

Просто не в курсе - можно ли данный девайс смоделировать например в опенфоам или еще где то. Ну по смыслу моделирования, срыва вихрей возникать не должно при применении данного девайса. Также известно что срыв вихрей не возникает на конических формах.

Возможная практическая задача, следующая из этого всего - можно ли как то упростить данное приспособление или нет? В ряде случаев (например детали монументов, в частности такие как меч волгоградской скульптуры, ника царители и тд) по эстетическим требованиям использовать что то подобное не возможно. Может быть что то другое возможно и т.д.. Коль данное явление сейчас сравнительно просто моделируется (с учетом выросших возможностей ПК в последние 10-15 лет), то возможно кто то, когда то придумает нечто такое, что данная проблема просто перестанет существовать.

Изменено пользователем etcartman
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Опять же если кратко то любой нестационарный (transient) решатель (в том числе из OpenFOAM) позволяет решать такие задачи.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

а насколько затратно по времени например вычислить число Cтрухаля для произвольного сечения (в пространственной постановке)?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Несжимаемых сред не бывает, это условность. Жидкость можно считать очень плохо сжимаемой средой,

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D1%85%D1%80%D0%B5%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%B4%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B6%D0%BA%D0%B0а "цепочки вихрей, которые наблюдаются при обтекании жидкостью или газом протяжённых цилиндрических тел " могут быть. Подобные колебания иногда можно видеть сплавляясь на байдарке по речкам на упавших в воду длинных тонких деревьях. Они сильно колеблются по вертикали :)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Не видел, не знал что такое возможно в воде. В целом интересно было бы найти и почитать статью про применимость тех или иных моделей (не популярную и расплывчатую а по меньшей мере с ссылками на Re и уравнения).

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Не раз видел. Течение гладкое, спокойно течет сквозь ветки или толстые бревна. И вдруг при диаметре около 5 см видишь, что ходуном ходит вверх и вниз без каких либо внешних причин :)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

а насколько затратно по времени например вычислить число Cтрухаля для произвольного сечения (в пространственной постановке)?

Э-э-э одно умножение и одно деление  :biggrin:

 

Как выбирается характерный линейный размер знаете ?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Я имел такую практическую задачу - вытяжная труба из 5-ти дымоходов разного диаметра например. И вопрос - будет ли оно автоколебаться или нет? В плоской постановке проверить не проблема например. А реальные задачи?

Вообще вы не представляете какой это геморрой на практике, когда такие явления возникают например в строительных конструкциях (которые обычно проектируются на максимальный ветер без учета усталости - просто на максимальную нагрузку - несколько минут раз в 20 лет). Сколько крови попортил например меч этой дамы . В связи с этим и вопрос такой - насколько быстро подобные проблемы моделируются в том же ОпенФоам или Элмер-Фем (а я в курсе что моделируется в принципе).

То есть практически нужно арендовать какой то кластер или на хорошем ПК можно за пару дней решить.

Опять же самолеты какие нибудь проектируются лет по 15 со всякими теоретическими и экспериментальными изысканиями. Другой вопрос можно ли найти решение в проекте который стоит $30 K и делается за пару-тройку месяцев (то есть денежные средства ограничены равно как и время). Отсюда и возник вопрос - насколько практически решаема данная проблема на сегодняшнем уровне развития вычислительных ресурсов и стоимости машинного времени.

Изменено пользователем etcartman
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Решаема (LES), но за такой ценник я бы заморачивается этим не стал бы.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Понятно, стало быть пока такие задачи в объемной постановке не так просто решаются (продувка масштабированной модели то может даже и дешевле как я понял). Это надо иметь в виду в общем.

А я вот попробовал рассчитать бревно 5 см на скорости от 0,25 до 2 м/с. Вода ro=1000 кг/м3 v=0.001 па*с Вязкость

И такая картинка что все спокойно - даже хвоста не заметил за цилиндром

То есть некоторая концентрация потока вокруг бревна (по аналогии с концентрацией напряжений) и дальше вполне установившийся режим.

Может напортачил что то. Дико мучаюсь вопросом по поводу отсутствия явления.

5sm.dxf.zip

post-43660-0-91693200-1447224310_thumb.png

Изменено пользователем etcartman
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

а насколько затратно по времени например вычислить число Cтрухаля для произвольного сечения

 

В плоской за месяц можно))

post-33642-0-18530400-1447226066.gif

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Гидроаэромеханикой не занимался лет тридцать, но насколько помню все связанное с турбулентностью связано с потерей устойчивости движения. Надо чтобы были какие-то несовершенства. Сначала получите неустойчивость хоть при каких-то условиях, а уж потом уточняйте цифры. http://mash-xxl.info/info/140599/

Пульсации давления возможно возникают как в свистке...

Изменено пользователем Fedor
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

А я вот попробовал рассчитать бревно 5 см на скорости от 0,25 до 2 м/с. Вода ro=1000 кг/м3 v=0.001 па*с Вязкость И такая картинка что все спокойно - даже хвоста не заметил за цилиндром

 

А у меня картинка получается вот такая: 

post-21019-0-94007800-1447231046.png

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

    • Orchestra2603
      неее... ))) Сами подумайте. Рядом с подлодкой же есть давление ro*g*h. Если подлодка не изолирована от окружающей воды, то даже если микроскопический какой-то подтёк есть из вне, то туда будет поступать воды, пока давление не выровняется со внешним, а там ro*g*h. Поскольку форма корпуса у них близка к циллиндру, то там эта ro*g*h будет распределена по довольно большой площади днищевой поверхности. Сложно себе представить, что  подлодка сядет на грунт так, что прям вытолкнет из под себя всю воду и "загерметизирует" днище на достаточной площади контакта так, чтобы нивеллировать разницу давлений сверху и снизу, которая с учетом размеров подлодки довольно существенная. Это надо конкретно так забуриться в грунт. Кстати интересная задачка была бы, определить такое "критическое внедрение в грунт" :)   А.. и еще.. Вы не забывайте что между легким и прочным корпусом у подлодки есть пространство, заполненной забортной водой, где давление такое же как снаружи. Интерсно, кстати говоря, что станет с легким корпусом после такой посадки :)
    • lem_on
      Об этом мы возможно никогда не узнаем. Военная тайна.  Мы как кто даже радиаторы "строгали", но это была медь и поднимало довольно таки неплохо.
    • GHEB
      К сожалению у меня не было и нет пока что возможности проверить, но я практически точно уверен что это поможет. Удвительно что я сам не заметил эту галку,в ернее её отсутствие
    • Ветерок
      Что касается освоения ТФ, то лично для меня это только живое общение с человеком, который сможет отвечать на кучу вопросов, которые возникают у меня..
    • Orchestra2603
      Слушайте, вы меня конкретно раздражаете... Складывается впечатление, что я на экзамене. Вы если хотите какую-то мысль донести, то говорите прямо и понятно! Не надо себе цену набивать.   Я могу сказать прямо и честно. Я вот прямо деталей реализации алгоритмов поиска собственных частот не знаю. Не было у меня задачи заниматься разработкой солверов и т.п. И заниматься этим сейчас у меня нет ни времени, ни мотивации. Будет задача - буду вникать и разбираться. Из своей универовской программы знаю в общих чертах, что можно преобразованиями подобия (поворота, отображения и т.д.) привести матрицы системы к особой форме, из которых почти автоматически или очень просто извлекаются СЗ. В простейшем случае к диаганальной форме, но есть и верхние/нижние треугольные и еще какие-то всякие специальные. Собственные вектора обычно как-то получаются из столбцов матрицы этого преобразования. Есть  соответствующие алгоритмы. Помню про вращение Якоби, знаю, что есть QR (QZ для обощенной задачи). Знаю, что есть пространства Крылова, и там итерационные методы их спользуют. Знаю, что в Ансисе для симметричных задач используется Ланцош, и для полуопределенных матриц он также прекрасно себя показывает. Я хз, что там конкретно происходит.   В теории конечно можно найти корни харктеристического полинома, подставить их и искать базис решения вырожденной системы, чтобы найти СВ. Я понимаю, что на практике вряд ли кто-то так делает, особенно если размерность задачи большая, прост опотому что не эффективное это занятие. Но такая возможность есть, и оно работает.   Я не знаком с какими-либо обстоятельствами, которые фундаментально препятствуют решению обобщенной задачи на собственные значения для случая с вырожденной K. Т.е. так препятствуют, что невозможно найти метод решения такой задачи в прицнипе. Хотя, по-хорошему, контрпримерт на такой тезис уже был дан выше.   А вы знакомы? Тогда пишите прямо! Что конкретно мешает? На каком этапе это возникает? В чем причина?  И главное.. почему Ансис/Маткад/Матлаб/Солидворкс это все-таки решают? Что, магия или заговор? На эту вашу шарманку "Такую задачу реши, и такую, и такую" я больше вестись не буду. Как будто у меня нет других дел, как вам что-то демонстрировать.
    • Jesse
      это вопрос к специалстам по грунтам..)) @Fedor@Fedor
    • Борман
      Основной вопрос в том, правда ли что в таком "разжиженом" грунте возникает сила Архимеда от плотности 1,8т/м3 ?
    • Jesse
      самый общий случай - надо поверхностный интеграл от давления взять по всей площади (англояз. версия вашей ссылки Вики) Если снизу не будет воды, значит там не будет давления, а значит результирующая сила будет сверху давить, её вектор будет вниз направлен   всё так. Ну в случае подлодки подробности не знаю, мб хватит и того, что какие -то участки под дном для затекания морской воды перекрыты будут, и уже лодку придавит вниз..)
    • BSV1
      Здесь https://disk.yandex.ru/d/il8bxSu41Kw0Bw можно скачать Начальный курс по ТФ Максимова и Протасовой. Курс старый, но для старта вполне подойдет.
    • Говорящий Огурец
      Вряд ли это радиатор как "вещь в себе". Скорее поверю, что это некая интегрированная в корпусную деталь структура. И не всегда возможна обработка дисковыми фрезами, хотя она, из моей практики, самая производительная. Если говорить про обработку концевушками, то есть специальные стратегии обработки высоких нежестких ребер, когда чередуется черновая и чистовая обработка, послойно и в определенном порядке, с целью минимизировать отгибы и вибрации. Где-то у меня даже картинки были с описанием, но что-то не могу их найти... :(
×
×
  • Создать...