Перевод главы 8 FLOTRAN Compressible Analyses документации ANSYS 7.0 (Раздаточные материалы), страница 2

При дальнейшем анализе лучше уменьшить значение ИР до 1x10-4. Вы можете оценить эффективность ИР, наблюдая за параметром RTR в файле Jobname.DBG.Все описанные выше технологии, относятся к алгоритму решения статических задач.Для задач со сверхзвуковыми течениями даже, если они поставлены как статические,обычно используется алгоритм расчета во временной области (transient). Поле начальныхскоростей может быть использовано как первое приближение.

ИР действует подобно алгоритму расчета во временной области и ее использование дополнительно рассмотрено вразделе, посвященном анализу во временной области. Надо заметить, что задачи, включающие движущиеся ударные волны, могут приводить к неточным решениям при использовании алгоритма расчета во временной области. При использовании текущего набораосновных описывающих ДУЧП и методов дискретизации временной алгоритм демонстрирует качественно правильные результаты, но может выдавать количественно не точныерезультаты.48.6. Пример анализа СТ.8.6.1 Описание примера.В этом примере рассматривается СТ в сопле Лаваля. Сопло является осесимметричным и имеет радиус на входе 2.432 см, в сужении – 0.5 см, на выходе – 0.8 см.

На входесопла задано давление 6.13769e+6 dynes/cm2 (1 dynes/cm2 = 0.1 Па).8.6.1.1. Свойства средыПри анализе используются следующие параметры для воздуха в системе единицСГС: плотность, вязкость, теплопроводность и удельная теплоемкость.8.6.1.2. Подход и допущенияАнализ СТ – это турбулентный анализ, в котором используется 2D элементFLUID141.В анализе предполагается, что на выходе из сопла – атмосферное давление. Это означает, что «общая» температура (температура торможения) равна 550 K.Давление на входе и на выходе (граничные условия) соответственно равны6.13769e+6 dynes/cm2 и 0. Компонента скорости VX установлена в 0 вдоль оси симметриии компоненты скорости VX и VY установлены в 0 по границе области.Анализ начинается с 20 итераций при искусственной вязкости равной 10. Затем продолжается по 20 итераций со значениями искусственной вязкости 1, 0.1, 0.01, 0.001, 0.0001и 0.00001 (всего в общей сложности 140 итераций).

Затем анализ продолжается другими160-ю итерациями с искусственной вязкостью 0. После 300 итераций с медленно уменьшающейся до нуля вязкостью, анализ продолжается 100 итерациями с увеличивающимсяфактором ИР (по импульсу и давлению). В заключении анализ сходится к окончательномурешению с фактором ИР (по импульсу и давлению), увеличивающимся по значению на400 итерациях.8.7. Выполнение анализа СТ (GUI метод).Вы должны выполнить следующие шаги при анализе сопла Ловаля, используя GUIMethod.Шаг 1.

Установка титула и параметоров анализа1. Выберите Utility Menu>File>Change Title. Появляется диалоговое окно Change Title.2. Введите название анализа "Compressible Flow in a Converging Diverging Nozzle”.3. Нажмите OK.4. Выберите Main Menu>Preferences. Появляется диалоговое окно Preferences forGUI Filtering.5. Отметьте флажок FLOTRAN CFD.6. Нажмите OK.Шаг 2. Определение типа элемента1. Выберите Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete.

Появляетсядиалоговое окно Element Types.2. Нажмите Add. Появляется диалоговое окно Library of Element Types.3. В двух появившихся списках выберите "FLOTRAN CFD" и "2D FLOTRAN 141".4. Нажмите OK. ANSYS вернется в диалоговое окно Element Types.55. Нажмите Close.Шаг 3. Создание ключевых точек1. Выберите Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>Keypoints>In Active CS.Появляется диалоговое окно Create Keypoints in Active Coordinate System.2.

В поле "Keypoint number (NPT)" введите 1, а в поле "Location in active CS (X andY)" введите 0 и 2.432, соответственно. Нажмите Apply.3. Повторите предыдущий шаг для следующего набора номеров ключевых точек иих (X, Y) координат: 2 (0, 0), 3 (1, 2.432), 4 (1, 0), 5 (2, 2.232), 6 (2, 0), 7 (5, 0), 8 (5,0.7), 9 (6, 0), 10 (6, 0.5), 11 (14, 0), 12 (14, 0.8). После ввода каждого набора нажимайте Apply. После ввода последних данных нажмите OK.4. Нажмите SAVE_DB на панели инструментов ANSYS Toolbar.Шаг 4.

Создание линий1. Выберите Utility Menu>PlotCtrls>Numbering. Появляется диалоговое окно PlotNumbering Controls.2. Отметьте флажок "Line Numbers (LINE)".3. Выберите Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Lines-Lines>In Active Coord. Появляется диалоговое окно выбора Lines in Active Coord.4. Укажите ключевые точки 1 и 4 и нажмите Apply.5. Повторите шаги 3 и 4 для следующего набора ключевых точек: 3 и 4; 1 и 3; 1 и 2;5 и 8.

После ввода каждого набора нажимайте Apply. После ввода последнихданных нажмите OK.6. Выберите Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Lines-Lines>Tan to 2 Lines.Появляется диалоговое окно выбора Line Tangent to 2 Lines.7. Укажите линию номер 3 и нажмите Apply.8. Укажите ключевую точку номер 3 и нажмите Apply.9. Укажите линию номер 5 и нажмите Apply.10. Укажите ключевую точку номер 5 и нажмите OK.11. Выберите Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Lines-Lines>In Active Coord.

Появляется диалоговое окно выбора Lines in Active Coord.12. Укажите ключевые точки номер 10 и 12 и нажмите OK.13. Выберите Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Lines-Lines>Tan to 2 Lines.Появляется диалоговое окно выбора Line Tangent to 2 Lines.14. Укажите линию номер 5 и нажмите Apply.15. Укажите ключевую точку номер 8 и нажмите Apply.16. Укажите линию номер 7 и нажмите Apply.17. Укажите ключевую точку номер 10 и нажмите OK.18. Выберите Main Menu>Preprocessor>-Modeling- Create>-Lines- Lines>In Active Coord.

Появляется диалоговое окно выбора Lines in Active Coord.19. Укажите ключевые точки номер 4 и 6 и нажмите Apply.20. Введите следующие наборы ключевых точек, повторяя шаги 18 и 19: 6 и 7, 7 и 9,9 и 11. После ввода каждого набора точек нажимайте Apply, после ввода последнего набора нажмите OK.Шаг 5. Создание областей1. Выберите Main Menu>Preprocessor>-Modeling- Create>-Areas- Arbitrary>ThroughKPs. Появляется диалоговое окно выбора Create Area thru KPs.2. Укажите ключевые точки номер (2, 4,3,1) и нажмите Apply.3.

Повторите предыдущий шаг для следующих наборов ключевых точек: (4, 6, 5, 3),(6, 7, 8, 5), (7, 9, 10, 8), and (9, 11, 12, 10). После ввода каждого набора точек нажимайте Apply, после ввода последнего набора нажмите OK. Результат, который6должен получиться после выполнения выше указанных действий представлен нарисунке.4. Нажмите SAVE_DB на панели инструментов ANSYS Toolbar.Шаг 6.

Определение скалярных параметров1. Выберите Utility Menu>Parameters>Scalar Parameters. Диалоговое окно Scalar Parameters.2. Введите в следующие значения параметров (после каждого ввода нажимайтеENTER):ntran = 24rtran = 10na = 10nb = 10nc = 25nd = 10ne = 100re = -1.53. Нажмите Close, чтобы закрыть диалоговое окно.Шаг 7. Разбиение модели на КЭ1. Выберите Main Menu>Preprocessor>-Meshing- Size Cntrls>-Lines- Picked Lines.Появляется диалоговое окно выбора Element Size on Picked Lines.2.

Укажите линию номер 4 и нажмите Apply.3. В поле "No. of element divisions (NDIV)" диалогового окна введите ntran, а в поле"Spacing ratio (SPACE)" введите rtran. Нажмите Apply.4. Повторите шаги 2 и 3 для линии номер 2.5. Укажите линию номер 13 и нажмите Apply. Появляется диалоговое окно выбораElement Size on Picked Lines.6. В поле "No. of element divisions (NDIV)" диалогового окна введите ntran, а в поле"Spacing ratio (SPACE)" введите 1/rtran.

Нажмите Apply.7. Повторите шаги 5 и 6 для линий номер 14, 15, и 16.8. Укажите линию номер 1 и нажмите Apply. Появляется диалоговое окно выбораElement Size on Picked Lines.9. В поле "No. of element divisions (NDIV)" диалогового окна введите na, а в поле"Spacing ratio (SPACE)" введите 1. Нажмите Apply.10. Повторите шаги 8 и 9 для линии номер 3.11. Укажите линию номер 6 и нажмите Apply. Появляется диалоговое окно выбораElement Size on Picked Lines.712. В поле "No. of element divisions (NDIV)" диалогового окна введите nb, а в поле"Spacing ratio (SPACE)" введите 1.

Нажмите Apply.13. Повторите шаги 11 и 12 для линии номер 9.14. Укажите линию номер 5 и нажмите Apply. Появляется диалоговое окно выбораElement Size on Picked Lines.15. В поле "No. of element divisions (NDIV)" диалогового окна введите nc, а в поле"Spacing ratio (SPACE)" введите 1. Нажмите Apply.16. Повторите шаги 14 и 15 для линии номер 10.17.

Укажите линию номер 8 и нажмите Apply. Появляется диалоговое окно выбораElement Size on Picked Lines.18. В поле "No. of element divisions (NDIV)" диалогового окна введите nd, а в поле"Spacing ratio (SPACE)" введите 1. Нажмите Apply.19. Повторите шаги 17 и 18 для линии номер 11.20. Укажите линию номер 7 и нажмите Apply.