Руководство по решению тепловых, сопряженных, гидрогазодинамических задач (1050672), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Проверкапараметров завершения решения не включает не активные степени свободы или степенисвободы, имеющие отрицательные значения.Анализ для завершения должен удовлетворить критерию сходимости для всех активныхстепеней свободы или выполнить заданное число глобальных итераций. Более подробнуюинформацию по завершению решения нестационарной задачи смотрите в FLOTRANTransient Analyses.Если FLOTRAN работает в пакетном режиме или выполняется фоновое задание, “положите”файл с именем Jobname.ABT в директорию, содержащую выполняемые ANSYSом файлы. Впервой строке этого файла должно быть выровненное по левому краю слово "terminate".Если используется операционная система Windows, то необходимо также добавить пустуюстроку в конец файла Jobname.ABT.
В течение всего решения FLOTRAN ищет файлJobname.ABT. Если файл найден, FLOTRAN заканчивает глобальную итерацию, записываетрезультаты в файл Jobname.RFL, дописывает файл Jobname.PFL и останавливает решение.2.7. Оценка результатов расчета FLOTRANаСуществуют два вопроса, на которые вы как расчетчик должны знать ответ:1. При каких условиях завершить анализ?2. Адекватны ли, полученные результаты?Эти вопросы взаимосвязаны, поскольку по разным причинам сходимость может быть недостигнута.Если вы правильно установили входные параметры и граничные условия, анализзавершается, когда критерии сходимости для всех переменных прекращают уменьшаться исредние, максимальные и минимальные значения переменных решения больше не227уменьшаются или не увеличиваются.
Однако отсутствует гарантия того, что вы получилиединственно верное решение, поскольку природа не гарантирует наличия такого решения.Вполне вероятно отсутствие стационарного решения осцилляционных задач. Можнопродолжить решение задачи для того, чтобы проверить какова природа данного решения:стабильная или флуктуационная.Программа ANSYS сохраняет средние, минимальные и максимальные значения параметроврешения в файл Jobname.PFL. Этот файл также записывает входные параметры FLOTRANа ирасчетные критерии сходимости. Краткое описание результатов включает все степенисвободы решения так же, как ламинарные и эффективные свойства.
Частота дополненияфайла Jobname.PFL. определяется одним из нижеприведенных методов:Команда:FLDATA5,OUTP,SUMF,ValueGUI:Main Menu> Preprocessor> FLOTRAN Set Up> Additional Out> RFL Out DerivedMain Menu> Solution> FLOTRAN Set Up> Additional Out> RFL Out DerivedАргумент Value задает количество глобальных итераций, выполняемых ANSYS междуочередной записью в файл Jobname.PFL.Можно отобразить результаты решения на путь, проходящий через модель. СмотритеMapping Results onto в ANSYS Basic Analysis Guide для получения более подробнойинформации по просмотру наложенных на путь результатов решения.2.8. Проверка результатов.Вы, как расчетчик, ответственны за достоверность результатов. Если Вы получилинеожиданный результат, выполните приведенные ниже рекомендации.
Вы можетевыполнить многие из этих действий в начале выполнения анализа. ANSYS создает файлJobname.PFL и проверяет входные параметры даже в том случае, если количествовыполненных итераций равно нулю.1. Проверьте баланс массы по файлу Jobname.PFL. Программа определит, может ликакой либо поток пересечь границы модели. Граничные условия, допускающиемассовый расход:• Заданные на границах скорости• Заданные на границах давления• Неопределенные границы (эта ситуация может возникнуть, если вы нечаянноне зададите граничное условие).2.
Проверьте, правильно ли заданы граничные условия.3. Проверьте, правильно ли заданы свойства материалов и зависят ли они, принеобходимости, от температуры и давления. Это можно сделать при помощи файлаJobname.PFL.4. Проверьте размерность, используемой для построения модели системы единиц исовместимость этой системы с той, что была использована при задании свойствматериалов.5. В некоторых случаях необходимо проверить, что уравнения связанные с выбраннымиопциями решены правильно (например, уравнение давления для сжимаемого потока).6.
Если решение задачи не сходится, возможно, конечно – элементная сетка не имеетдостаточного разрешения или в районе выхода присутствуют значительныеградиенты. Для решения этой проблемы можно использовать такие средствасходимости как релаксация. В дальнейших разделах этого документарассматриваются различные методы релаксации.2287. Если решение не сходится по определенному параметру, можно присвоить этомупараметру постоянное значение и продолжить анализ.
Для этого выполнитеследующее:Команда:FLDATA29,MODVGUI:Main Menu> Preprocessor> FLOTRAN Set Up> Mod Res/Quad Ord> Modify ResultsMain Menu> Solution> FLOTRAN Set Up> Mod Res/Quad Ord> Modify Results229Глава 3. Несжимаемое ламинарное и турбулентноетечение во FLOTRANе3.1. Характеристики анализа течения.Анализ ламинарного или турбулентного течения определяет распределение давления в двухили трехмерной модели.
При решении потоковых задач необходимо задать плотность ивязкость. Задачи, связанные с потоками, бывают двух типов: внутренние и внешние. Длявнутренних потоков стенка или плоскость симметрии ограничивают течение жидкости/газа(например, течение в трубе), исключением являются границы входа и выхода.Нижеприведенный рисунок демонстрирует пример внутреннего течения.Внутреннее течение.Граничными условиями для внешних потоков, обычно являются скорости или давлениеудаленного поля. На нижеприведенном рисунке показан пример внешнего течения (крыло,помещенное в поток).Внешнее течение.Различие между не сжимаемым и сжимаемым потоком присутствует как в уравнениисостояния, так и в алгоритме решения.• Несжимаемый поток характерен тем, что течение этого потока вызывают вариацииплотности, возникающие вследствие изменения температуры.• В сжимаемом потоке изменения плотности, вызванные изменениями давления,оказывают значительное влияние на уравнения импульса и температуры.230В любом случае по несжимаемому алгоритму можно считать поток идеального газа снебольшими изменениями плотности, вызванными изменениями давления.Различие между ламинарным и турбулентным течением определяется отношениеминерционного переноса к вязкостному переносу.
Увеличение этого отношения вызываетпоявление флуктуаций скорости. Турбулентная модель принимает во внимание эффектыэтих флуктуаций, используя увеличенную вязкость, эффективную вязкость в основныхуравнениях. Эффективная вязкость, это сумма ламинарной вязкости (свойствожидкости/газа) и турбулентной вязкости (определяется моделью турбулентности).µe = µ + µtВ общем, чем выше турбулентность потока, тем выше значение эффективной вязкости.3.2. Роль числа Рейнольдса.Безразмерное число Рейнольдса определяет отношение инерционных сил и сил внутреннеготрения. По этому отношению определяют необходимость использования турбулентноймодели.
Число Рейнольдса определяется по свойствам жидкости/газа, скоростижидкости/газа и характеристическому размеру:Плотность ρ (масса/объем) и абсолютная динамическая вязкость µ (масса/длина×время)являются свойствами жидкости/газа. Для внутренних потоков, характеристический размерявляется гидравлическим диаметром, определяется как отношение площади проходногосечения к смачиваемому периметру:Например, гидравлический диаметр трубы совпадает с диаметром этой трубы. Длявнутренних потоков, таких, как течение в трубе, турбулентная модель обычно активируется,если число Рейнольдса превышает 2300.Для внешних потоков (крыло в потоке) характеристической длиной является длина крылавдоль потока.
При этом переход к турбулентной модели следует осуществить при числеРейнольдса выше 500000.3.3. Является ли течение турбулентным.Вы должны сами определить режим течения (ламинарный, турбулентный). Что произойдет,если Вы не активировали турбулентную модель, когда это было необходимо и наоборот?Каковы симптомы и последствия?Если необходимо было активировать турбулентность, но этого не произошло, решение,возможно, будет расходящимся. Если возникла такая ситуация, критерии сходимостидавления и импульса приблизятся к 1.0 и значения скорости и давления станут оченьбольшими.
Необходимо повторно запустить решение задачи с активированной модельютурбулентности.В некоторых случаях решение сходится даже без активации модели турбулентности. Этоможет произойти, если никакие геометрические особенности типа изгибов не препятствуютдвижению потока. Физически, некоторые потоки сохраняют ламинарные характеристики приотсутствии препятствий движению потока.Если модель турбулентности остается активированной, хотя режим течения, решаемойзадачи является ламинарным, программа будет решать задачу как турбулентную,предсказывая малые значения эффективной вязкости.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
