Руководство по решению тепловых, сопряженных, гидрогазодинамических задач (1050672), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Для задания этих нагрузокнеобходимо использовать команды SF, SFA, or SFE.4.7.1.2. Задание опций решения.Для решения задач лучистого теплообмена, необходимо задать постоянную Стефана –Больцмана в соответствующих единицах. Для этого выполните следующее:Команда:STEFGUI:Main Menu> Preprocessor> Radiation Opts> Solution OptMain Menu> Radiation Opt> Radiosity Meth> Solution OptMain Menu> Solution> Radiation Opts> Solution OptЕсли единицы измерения температуры в решаемой модели градусы Фаренгейта или Цельсия,то необходимо задать смещение температуры. Для задания смещения температуры,используйте один из приведенных ниже методов:Команда:TOFFSTGUI:Main Menu>Preprocessor>Radiation Opts>Solution OptMain Menu>Radiation Opt> Radiosity Meth> Solution OptMain Menu>Solution> Radiation Opts> Solution OptЗатем, вы выбираете радиационный решатель, а также прямой или итеративный (выставленпо умолчанию) решатель.
Можно также задать фактор релаксации и допуск сходимости дляплотности теплового потока. Для этого выполните следующее:Команда:RADOPTGUI:Main Menu>Preprocessor>Radiation Opts>Solution OptMain Menu>Radiation Opt> Radiosity Meth> Solution OptMain Menu>Solution> Radiation Opts> Solution OptЕсли решаемая задача имеет открытые полости, то следует задать температуру окружающейсреды или внешний пространственный узел для каждой полости. Задайте температуру средыдля внешнего теплового излучения следующим образом:Команда:SPCTEMPGUI:Main Menu>Preprocessor>Radiation Opts>Solution OptMain Menu>Radiation Opt> Radiosity Meth> Solution OptMain Menu>Solution> Radiation Opts> Solution OptКоманда SPCTEMP задает температуру среды для каждой полости.
С помощью этойкоманды также можно просмотреть или удалить заданные температуры среды.Для того, чтобы задать пространственный узел для каждой полости выполните следующее:Команда:253SPCNODGUI:Main Menu>Preprocessor>Radiation Opts>Solution OptMain Menu>Radiation Opt> Radiosity Meth> Solution OptMain Menu>Solution> Radiation Opts> Solution OptЕсли роль окружающей среды (теплоотвода) выполняет один из элементов модели, тонеобходимо задать пространственный узел командой SPCNOD для каждой полости. Длякаждой полости необходимо задать свой пространственный узел. Узел задается командойSPCNOD.
Радиационный решатель воспринимает температуру пространственного узла кактемпературу окружающей среды. Командой SPCNOD можно просмотреть или удалить всезаданные пространственные узлы.4.7.1.3. Установка опций для вычисления угловых коэффициентов.Вы можете задать различные опции для вычисления угловых коэффициентов для плоскихили объемных моделей следующим образом:Команда:HEMIOPTGUI:Main Menu> Preprocessor> Radiation Opts> View FactorMain Menu> Radiation Opt> Radiosity Meth> View FactorMain Menu> Solution> Radiation Opts> View FactorHEMIOPT позволяет установить разрешение для вычисления угловых коэффициентов вобъемных моделях методом Hemicube.
По умолчанию разрешение равно 10. Увеличениевеличины разрешения увеличивает точность вычисления угловых коэффициентов.Команда:V2DOPTGUI:Main Menu> Preprocessor> Radiation Opts> View FactorMain Menu> Radiation Opt> Radiosity Meth> View FactorMain Menu> Solution> Radiation Opts> View FactorV2DOPT позволяет выбрать опции для определения угловых коэффициентов двумерныхмоделей. Тип геометрии может быть как планарный, так и осесимметричный (по умолчаниюпланарный). Можно задать количество делений (20 по умолчанию) для осесимметричнойгеометрии. Эта команда также задает опцию видимости с экранированием или безэкранирования (по умолчанию с экранированием) и количество зон для вычисления угловыхкоэффициентов (по умолчанию 200).Можно вычислить новые угловые коэффициенты или использовать существующие.
Дляэтого выполните следующее:Команда:VFOPTGUI:Main Menu> Preprocessor> Radiation Opts> View FactorMain Menu> Radiation Opt> Radiosity Meth> View FactorMain Menu> Solution> Radiation Opts> View FactorVFOPT, Opt позволяет вычислить новые значения угловых коэффициентов и записать их вфайл (Opt = NEW). Если угловые коэффициенты уже присутствуют в базе данных, этакоманда также позволяет отменить вычисление угловых коэффициентов (Opt = OFF).Вычисление угловых коэффициентов деактивируется программой (по умолчанию) длявторой и последующих команд SOLVE в /SOLU.
После выполнения первой командыSOLVE, ANSYS использует угловые коэффициенты присутствующие в базе данных, еслиэти коэффициенты не были переписаны командой VFOPT.2544.7.1.4. Вычисление и запрос угловых коэффициентов.Следующий шаг – вычисление угловых коэффициентов. Вы можете запросить базу данныхугловых коэффициентов и вычислить средние угловые коэффициенты.Для вычисления и сохранения угловых коэффициентов выполните следующее:Команда:VFCALCGUI:Main Menu> Radiation Opt> Radiosity Meth> ComputeВыведете вычисленные угловые коэффициенты для выбранных элементов источника и цели,запросив базу данных угловых коэффициентов и вычислите средние значения угловыхкоэффициентов.Команда:VFQUERYGUI:Main Menu> Radiation Opt> Radiosity Meth> QueryВы можете найти расчетные величины средних угловых коэффициентов командой*GET,Par,RAD,,VFAVG.4.8.
Пример ламинарного, теплового, установившегося расчета наFLOTRANеЭтот раздел описывает два способа решения задачи ламинарного, теплового, стационарногопотока: в интерактивном и в командном режиме.4.8.1. Описание задачи.В этом примере производится расчет циркуляции воздуха в квадратной каверне с нагретыми,до разной температуры, вертикальными стенками. Режим течения воздуха – ламинарный,задача стационарная, используется двумерный элемент FLUID141.Физика, смоделированная в этой задаче, охватывает ряд практических применений, такихкак сбор солнечной энергии, вентиляция помещений и так далее.Диаграмма квадратной каверны.Вертикальные поверхности каверны нагреты до разных значений температуры, что вызываетнеравномерность плотности воздуха внутри каверны, чем и обусловлено ламинарное течениевоздуха внутри каверны.Число Рейнольдса для этого потока равно 1.01E+05, определяется в соответствии снижеприведенной формулой:Ra = g β ∆TL3 ρ2Cp/k µгде:255g = ускорение свободного паденияβ = 1/T∆T = THOT - TCOLDL = длина каверныρ = плотностьCp = теплоемкостьk = теплопроводностьµ = вязкостьДругие условия задачи:2• Каверна: размеры 0.03m x 0.03m; ускорение свободного падения 9.81 m/s• Условия: номинальная температура 293K; давление 1.0135E+05 Pa• Текучая среда: Воздух, единицы измерения SI• Граничные условия: неподвижные стены (Vx = Vy = 0); левая поверхность каверныподдерживается при температуре THOT = 320K; правая поверхность каверныподдерживается при температуре TCOLD = 280K4.8.2.
Решение задачи в интерактивном режиме (метод GUI).Выполните следующую последовательность действий:Шаг 1: Присвоение имени решаемой задаче.После запуска ANSYS выполните следующее:1. Выберете маршрут GUI Utility Menu> File> Change Title. Появляется диалоговоеокно задания имени.2. Введите текст "Buoyancy driven flow in a square cavity." (Естественная конвекция вквадратной каверне).3. Кликните на OK.4. Выберете маршрут Main Menu> Preferences. Появляется диалоговое окно заданияпредпочтений.5. В поле FLOTRAN CFD поставьте галочку.6. Нажмите на OK. Вы только что проинструктировали программу ANSYS выполнятьрасчет в FLOTRAN.Шаг 2: Задание типа элемента.В данной задаче используется только один элемент FLUID141. Для задания этого элементавыполните следующее:1.
Выберете маршрут Main Menu> Preprocessor> Element Type> Add/Edit/Delete.Появляется диалоговое окно типов элемента.2. Нажмите на Add. Появляется диалоговое окно библиотеки типов элемента.3. В двух прокручиваемых списках выберете FLOTRAN CFD и "2D FLOTRAN 141."4.
Нажмите на OK. ANSYS возвращается в диалоговое окно типов элемента.5. Нажмите на Close.Шаг 3: Создание площадей.В нашем примере следует создать площадь, представляющую квадратную каверну. Для этоговыполните следующее:2561. Выберете маршрут Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Areas>Rectangle> By Dimensions. Появляется диалоговое окно создания прямоугольника покоординатам.2. Введите в поля X coordinates 0.0, 0.03.3. Введите в поля Y coordinates 0.0, 0.03.4. Нажмите на OK. Только что созданная квадратная площадь появляется в графическомокне ANSYS.Шаг 4: Задание линий, наложение к/э сетки, отрисовка элементов.На данном этапе Вы наложите на созданную площадь конечно – элементную сетку изададите на нее температурное граничное условие.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
