Неадекватные реультаты исследований течения жидкости в тройнике (высокое давление)

[Ull 0]

Добрый день, не столь давно начал осваивать Flow Simulation. На данный момент стоит пробная задача проанализировать траекторию движения жидкости и частиц в ней. Имеется: тройник работающий на схождение потоков, давление в тройнике 105 МПа, объемный расход на двух входах 0,04 м^3/с. Ставлю задачу следующим образом, на двух заглушках объемный расход по 0,04 м^3/c, на выходной заглушке давление 105МПа и в начальных условиях в мастере проекта задал скорость потока 20м/с и давление 105МПа. В результате расчета активирую траекторию потока, которая показывает практически полностью ламинарный поток и линии потока распределены по стенкам (в настройках потока выбраны внутренние грани и поверхности заглушек, на скриншоте это не очень прослеживается но это так), ни о какой турбулентности нет и речи. Возникают несколько вопросов: 1. Насколько значимы начальные условия (скорость и давление) в мастере проекта? 2. Как наилучшим образом расставить граничные условия для наилучшего приближения к реальности? Обязателен ли параметр на выходе или достаточно давления(видел подобные примеры в которых на выходе используют параметр давления)? 3. Может проблема в настройках траектории потока? (Пробовал выбирать исключительно заглушки, но в этом случае поток имеет зазор со стенкой). 4. Параметр "Интенсивность турбулентности" имеет ли смысл менять?

Приложения: 1. Траектория потока с отображением в плоскости. 2. Траектория потока жидкости в объеме.

[karachun 2 038]

Нормальная картинка мне нравится. Вот тут должны быть небольшие зоны обратных токов но возможно на них просто не хватило сетки да и сам вихрь упирается в выход, попробуйте помельчить сетку и отодвинуть ГУ подальше.

1. Для стационара - не очень, все равно решение должно сойтись к финальному состоянию если оно устойчиво.

2. Отодвиньте вход и выход еще хотя-бы на 10 диаметров.

3. Можете еще вывести контуры скоростей.

4. Имеет если у Вас есть экспериментальные данные о интенсивности турбулентности или если Вы знаете как можно посчитать интенсивность турбулентности для установившегося потока в трубе. Если никаких соображений по этому поводу нет то лучше лишний раз не трогать.

Солид использует k-e модель турбулентности в которой влияние мелких вихрей моделируется изменением вязкости, сами вихри никак не считаются. Если хотите красивых картинок с мелкими-мелкими вихрями то для этого нужна LES модель турбулентности, другой пакет (в солиде есть только k-e) и мощный компьютер.

https://www.youtube.com/watch?v=lkVfbJmWhk4

https://www.youtube.com/watch?v=eP_eytKCCFY

Если же вам нужно ехать а не шашечки (нужно знать сопротивление тройника а не красивые картинки) то для этого вполне достаточно солида с k-e, весь мир считает такие задачи на k-e и никто не жалуется.

[MotorManiac 130]

6 часов назад, Ull сказал:

1. Насколько значимы начальные условия (скорость и давление) в мастере проекта?

В нестационарном процессе данный параметр влияет на скорость схождения параметров, как быстро задачка решится.

 

6 часов назад, Ull сказал:

Как наилучшим образом расставить граничные условия для наилучшего приближения к реальности?

Я думаю они должны быть физичными :) Те. не стоит ставить расход на вход и выход например, как то так.

[Ull 0]

В 25.01.2020 в 18:03, karachun сказал:

2. Отодвиньте вход и выход еще хотя-бы на 10 диаметров.

Здравствуйте, спасибо большое за ответ, руководствуясь Вашим советом отодвинул вход и выходы, пересчет с более мелкой сеткой не дал изменений в результатах в разделе "Траектория потока", а вот в разделе "Картинка в сечении" обнаружил интересную функцию вывода завихренности потока в сечении, тут как раз выводится то, что меня интересовало. А вот в траектории потока вновь основной поток отображается лишь у стенок, в центральной полости лишь несколько линий. Но снова возник вопрос, в некоторых областях возникают до 556 завихрений в секунду? Или что характеризует данный параметр?

[karachun 2 038]

1 час назад, Ull сказал:

отодвинул вход и выходы

Что-то не видно. Я имел в виду - прибавить по 10 диаметров к тому что уже есть.

1 час назад, Ull сказал:

Или что характеризует данный параметр?

Ну это завихренность, как ее правильно использовать я и сам не знаю.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Завихренность

1 час назад, Ull сказал:

пересчет с более мелкой сеткой не дал изменений в результатах в разделе "Траектория потока"

Еще раз, внимательно следим за руками.

В солидворке используется k-e модель турбулентности, эта модель не считает мелкие вихри, она заменяет их дополнительной фиктивной вязкостью, это нормально и это разумное упрощение подходящее для широкого круга задач - сопротивление этого тройника определится корректно. Если прямо кровь из носу нужны красивые картинки с кучей мелких вихрей и без этих картинок расчет у Вас не приймут то добро пожаловать в серьезные CFD пакеты в которых есть LES модель турбулентности и ее производные. Это такие пакеты как Ansys CFX, Ansys Fluent, StarCCM+, FlowVision и OpenFoam. В солидворке LES модель еще не завезли.

Что не ясно?

Если результаты (не только картинки но и интегральные значения, например к-т сопротивления) не поменялись значит решение сошлось по сетке - сетка достаточно мелкая и не влияет на результат. Задачу можно считать решенной. Поздравляю.

Можно было бы поиграться с мелкой сеткой и ламинарным течением - сделать типа DNS но это принципиально не правильно, там будет только красивая картинка и не больше так что развивать эту тему я не буду.

[soklakov 1 475]

1 час назад, karachun сказал:

Ну это завихренность, как ее правильно использовать я и сам не знаю.

если надо снизить сопротивление, то подсвеченные области завихренности можно "срезать".

[karachun 2 038]

@soklakov Нужны красивые картинки с вихрями как в жизни. О сопротивлении автор даже и не заикался.

В 25.01.2020 в 10:51, Ull сказал:

В результате расчета активирую траекторию потока, которая показывает практически полностью ламинарный поток и линии потока распределены по стенкам (в настройках потока выбраны внутренние грани и поверхности заглушек, на скриншоте это не очень прослеживается но это так), ни о какой турбулентности нет и речи.

 

[soklakov 1 475]

28 минут назад, karachun сказал:

О сопротивлении автор даже и не заикался.

да я не про автора, а про то, как, например, можно использовать поля завихренности.

[karachun 2 038]

@soklakov Понял, я бегло прочитал ответ не читая цитату )