Руководство по решению тепловых, сопряженных, гидрогазодинамических задач (1050672), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Где найти другие примеры расчета на FLOTRANеЕще один пример анализа в FLOTRAN можно найти в CFD Tutorial. Также в ANSYSVerification Manual есть несколько следующих примеров:VM46 – Течение между вращающимися концентрическими цилиндрамиVM121 - Ламинарное течение потока с удельным тепловым потоком на стенкеVM178 – Пуазейлевское течениеVM209 – Анализ течения двухфазной жидкостиVM219 – Анализ сектора неньютоновского потока.263Глава 5.
Нестационарный анализАктивация алгоритма нестационарного анализа производится следующим образом:Команда:FLDATA1,SOLU,TRAN,TRUEGUI:Main Menu> Preprocessor> FLOTRAN Set Up> Solution OptionsMain Menu> Solution> FLOTRAN Set Up> Solution OptionsВы должны принять решение относительно величины временного шага, метода решениязадачи, времени, которое необходимо просчитать и частоты вывода результатов.Время окончания решения и временной шаг задаются следующим образом:Команда:FLDATA4,TIME and FLDATA4A,STEPGUI:Main Menu> Preprocessor> FLOTRAN Set Up> Execution CtrlMain Menu> Solution> FLOTRAN Set Up> Execution CtrlВ последнем разделе этой главы описано, как задать граничныенестационарного анализа во FLOTRANе.условия для5.1. Задание временного шага по времени и сходимостьМожно самостоятельно задать величину временного шага или доверить FLOTRANу расчетэтой величины.
Для задания временного шага выполните следующее:Команда:FLDATA4A,TIME,STEP,ValueGUI:Main Menu> Preprocessor> FLOTRAN Set Up> Execution CtrlMain Menu> Solution> FLOTRAN Set Up> Execution CtrlГрафический интерфейс пользователя потребует задания временного шага, если выбранаопция User Defined (задаваемый пользователем).В таблице приведены возможные значения. После таблицы краткое описание.Характерные значения временного шагаЗадаваемая величинаЗначениеЛюбая величина > 0Временной шаг, задаваемый пользователем-1Предел адвекции-2Предел волны сжатия-3Волна сжатия и адвекция-4Предел проводимости.Предел адвекции предотвращает выход частиц потока за пределы к/э модели в течениевременного шага.Предел волны сжатия означает, что временной шаг выбирается достаточно малым для тогочто бы предотвратить прохождение волны сжатия через всю к/э модель в течение одноговременного шага.
Эта опция активна только в том случае, если выбран сжимаемый алгоритмрешения.Выбор –3 (вновь доступен только в сжимаемом анализе) означает, что будет выбран болеестрогий (то есть более мелкий) критерий временного шага.264Предел проводимости вычисляется для предотвращения полной кондуктивной диффузииэнергии через элемент в течение временного шага. Данный параметр применим только квключающим проводимость задачам, то есть к задачам модель которых содержит какжидкие, так и твердые элементы.FLOTRAN должен выполнить заданное количество глобальных итераций внутри одноговременного шага.
Временной шаг завершается при выполнении одного из следующихусловий:• Выполняется критерий сходимости.• Выполнено заданное для одного временного шага количество глобальных итераций.Максимальное количество глобальных итераций, приходящихся на один временной шаг,задается следующим образом:Команда:FLDATA4A,TIME,GLOB,ValueGUI:Main Menu> Preprocessor> FLOTRAN Set Up> Execution CtrlMain Menu> Solution> FLOTRAN Set Up> Execution CtrlДля задания критериев сходимости используются следующие методы:Команда:FLDATA4,TIME,Label,ValueGUI:Main Menu> Preprocessor> FLOTRAN Set Up> Execution CtrlMain Menu> Solution> FLOTRAN Set Up> Execution CtrlЕсли задача адиабатная, то критерий сходимости проверяется только по давлению.
Еслирешается тепловая задача (рассчитывается вместе с другими параметрами поле температур),то критерий сходимости проверяется как по давлению, так и по температуре.Сразу же после выполнения критериев сходимости, завершается выполнение временногошага. Временной шаг завершается при выполнении заданного количества глобальныхитераций даже в случае невыполнения критериев сходимости.5.2.
Завершение и вывод результатов нестационарного расчетаМожно напрямую задать время окончания нестационарного анализа или косвенно, задавколичество временных шагов. Для задания времени окончания расчета выполнитеследующее:Команда:FLDATA4,TIME,TEND,ValueGUI:Main Menu> Preprocessor> FLOTRAN Set Up> Execution CtrlMain Menu> Solution> FLOTRAN Set Up> Execution CtrlДля задания количества временных шагов используйте один из следующих методов:Команда:FLDATA4,TIME,NUMB,ValueСобытие, которое появляется первым (время окончания или выполнение заданногоколичества временных шагов) останавливает выполнение анализа.Вы определяете частоту сохранения результатов анализа для постобработки и частоту записирезультатов в файл Jobname.PFL следующим образом:Команда:FLDATA4,TIME,Label,Value и FLDATA4A,STEP,Label,ValueGUI:265Main Menu> Preprocessor> FLOTRAN Set Up> Execution CtrlMain Menu> Solution> FLOTRAN Set Up> Execution CtrlНижеприведенная таблица показывает, как влияют задаваемые Вами величины насохранение результатов анализа.Сохранение результатов анализа для постобработки.Параметр,метка, ПримечаниезначениеSTEP,APPE,nВыводит результаты в файл Jobname.RFL каждые n временныхшаговTIME,APPE,xВыводит результаты в файл Jobname.RFL каждые x секундSTEP,SUMF,nДобавляет краткую сводку результатов в файл Jobname.PFLкаждые n временных шаговTIME,SUMF,xДобавляет краткую сводку результатов в файл Jobname.PFLкаждые x секундSTEP,OVER,nПерезаписывает временный набор результатов каждые nвременных шаговTIME,OVER,xПерезаписывает временный набор результатов каждые x секунд5.3.
Задание нестационарных граничных условий.При изменении любых граничных условий, FLOTRAN рассматривает это изменение либокак пошаговое (активно по умолчанию), либо как линейное. Для задания линейного (ramp)изменения используйте один из следующих методов:Команда:FLDATA4,TIME,BC,1GUI:Main Menu> Preprocessor> FLOTRAN Setup> Execution ControlЛинейное изменение граничного условия производится на следующем расчетном шаге.Время расчетного шага задается следующим образом:Команда:FLDATA4,TIME,TEND,ValueGUI:Main Menu> Preprocessor> FLOTRAN Setup> Execution ControlЛинейное изменение производится между “старым” и “новым” граничным условием.Граничное условие считается “старым” после решения FLOTRANом очередного шага. Этоозначает, что для использования условия линейного изменения в начале анализа необходимовыполнить нулевую итерацию (нулевая итерация может быть выполнена командойFLOCHECK) с начальным условием (заданным в качестве граничного условия), после этогозначения граничного условия меняются на значения, полученные после линейногоизменения.Обратите внимание на то, что линейное изменение вычисляется с определенным вышезначением TEND, а не с текущим временем завершения анализа.
Поэтому рекомендуетсязавершать расчетный шаг с параметрами TIME вместо параметров STEP. Убедитесь в том,что расчетный шаг не закончился преждевременно из–за установки неподходящего числавременных шагов. Если расчетный шаг закончился ранее, чем было задано в TEND, в началевыполнения следующего шага граничные условия будут немедленно изменены до значенийтекущих граничных условий. Если в интерактивном режиме Вы используете параметрыSTEP, то необходимо задать значение TEND в том же диалоговом окне. В противном случае266по умолчанию значение TEND принято равным 106 и линейное изменение граничныхусловий практически отсутствует.Нельзя задавать линейное изменение нестационарных граничных условий скорости (VX, VY,и VZ) в случае изменения их от нулевого значения. Очень малое значение скорости должнобыть задано вместо нулевого значения для того, чтобы FLOTRAN мог отличить вход иливыход от стенки.В любой момент можно изменить заданное граничное условие на “старое” следующимобразом:Команда:FLOCHECK,2GUI:Main Menu> Preprocessor> FLOTRAN Setup> FlocheckFLOCHECK,2 не оказывает никакого влияния на файл Jobname.RFL.Предупреждение.FLOTRAN не запоминает граничных условий в течение выполнения анализа.Поэтому, при необходимости повторного запуска анализа с некоторогомомента времени и симулировать линейно изменяющееся граничное условие,необходимо задать соответствующие началу линейного изменения граничныеусловия, установить эти условия как “старые” посредством командыFLOCHECK и затем задать условие в конце линейного изменения.267Глава 6.
Расчет сжимаемых течений.6.1. Требования к расчету сжимаемых потоковВы должны сами решить, активировать модель расчета сжимаемого течения или нет.Активировать турбулентность следует практически для любого сжимаемого анализа (хотя, впринципе число Рейнольдса может лежать в ламинарном диапазоне при высоких значенияхчисла Маха). Разница результатов (распределение давления, плотности, скорости) прирешении по несжимаемому и сжимаемому алгоритмам может наблюдаться при числе Махапорядка 0.3 и эта разница становится значительной при числе Маха порядка 0.7.Скорость звука является функцией уравнения состояния жидкости и ее абсолютнойтемпературы. Для идеального газа, вне зависимости от того какой используется алгоритмрешения: сжимаемый или несжимаемый, существует следующее уравнение:В этом уравнении:• R – универсальная газовая постоянная;• γ – отношение теплоемкостей (Cp/Cv);• T – абсолютная температура.Для двумерного сжимаемого анализа, рекомендуется конечно-элементная сетка изчетырехугольных элементов.
Шестиугольные элементы рекомендуются для трехмерногоанализа.6.2. Задание свойств потока.Сжимаемый алгоритм принимает во внимание изменение кинетической энергии жидкостипри ускорении.В адиабатном анализе, температура остается постоянной во всей модели. Задать температуруможно следующим образом:Команда:FLDATA14,TEMP,TTOT,ValueGUI:Main Menu> Preprocessor> FLOTRAN Set Up> Flow Environment> Ref ConditionsMain Menu> Solution> FLOTRAN Set Up> Flow Environment> Ref ConditionsЗакон сохранения энергии определяет равновесие между накопленным теплом (статическойтемпературой) и кинетической энергией.Общая температура (температура стагнации), это температура жидкости послеизоэнтропического приведения жидкости к нулевой скорости. Обычно условия задаются навходе модели.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
