Руководство по решению тепловых, сопряженных, гидрогазодинамических задач (1050672), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Для GAS и LIQUID теплоемкость является постоянной величиной и,следовательно, нет необходимости в использовании параметров COF1, COF2 и COF3. Длятипов вязкости Power Law, Bingham, и Carreau, параметры NOMI, COF1, COF2, и COF3имеют разное толкование. Более подробную информацию по этой теме смотрите в ANSYS,Inc. Theory Reference.7.2.5. Плотность.Если выбран постоянный тип свойства CONSTANT, устанавливайте постоянное значениеэтого свойства командой FLDATA8,NOMI или эквивалентным маршрутом GUI. Например,задать значение плотности равное 1.205 можно следующим образом:Команда:FLDATA8,NOMI,DENS,1.205Если тип свойства GAS, то плотность вычисляется по закону идеального газа. Выопределяете плотность для этого выбора следующим образом:Density = NOMI * (P/COF2) / (T/COF1)Если выбран тип LIQUID, то для вычисления плотности используется полином второгопорядка:Density = NOMI + COF2*(T - COF1) + COF3*(T - COF1)2Если выбран тип свойства CMIX, тогда:В вышеприведенном уравнении, N – заданное количество составляющих смеси, Yi массоваядоля i – ой составляющей и ρi это плотность i – той составляющей смеси.Если выбран тип свойства CGAS, тогда:В вышеприведенном уравнении, N – заданное количество составляющих смеси, Yi массоваядоля i – ой составляющей, Mi молекулярный вес i – ой составляющей смеси, R универсальнаягазовая составляющая и P абсолютное давление.283Если тип свойства TABLE, плотность линейно интерполируется между точками данныхзадаваемыми командами MPTEMP или MPDATA (или эквивалентным маршрутом GUI).Если выбран USER, плотность вычисляется в пользовательской подпрограмме UserDens.7.2.6.
Вязкость.Если выбран постоянный тип свойства CONSTANT, задавайте постоянное значение свойствапосредством команды FLDATA8,NOMI или через эквивалентный маршрут GUI. Например,для задания вязкости равной 1.205 следует выполнить следующую команду:Команда:FLDATA8,NOMI,VISC,1.205Если выбран тип GAS, вязкость определяется по закону Sutherland для газов.Вы можете ввести параметры NOMI, COF1, и COF2.Константа идеального газа R определяется как (COF2/NOMI*COF1)Вязкость (“Свойство”):Свойство/NOMI = (T/COF1)1.5 * (COF1 + COF2)/(T + COF2)Например, предположим, что есть две точки для вычисления вязкости, как функции оттемпературы:Вязкость = 4.18 x 10-5 при T = 760Вязкость = 5.76 x 10-5 при T = 1010Предположим, что первая информационная точка является номинальным значением. Этоозначает, что NOMI = 4.18x10-5 и COF1 = 760.
Используем эту информацию в уравненииSutherland:Свойство/4.18 x 10-5 = (T/760)1.5 (760 + COF2)/(T + COF2)Используем оставшуюся информационную точку для вычисления COF2 установкой"Свойства" в 5.76x10-5 и T = 1010. Таким образом, константы вычисляются поинформационным точкам.Если выбран тип LIQUID, то для вычисления вязкости используется закон Sutherland дляжидкости:Вязкость ("Свойство"):Свойство/NOMI = EXP{COF2*(1/T - 1/COF1) + COF3(1/T - 1/COF1)2}Если выбран POWL, то для вязкости используется неньютоновская модель Power Law:Если выбран BING, то для вязкости используется неньютоновская модель Bingham:Если выбран CARR, то для вязкости используется неньютоновская модель Carreau:Если тип свойства CMIX, тогда:В вышеприведенном уравнении, N определяет количество компонентов смеси, Yi массоваядоля i – ой составляющей и µi вязкость i – ой составляющей смеси.284Если тип свойства TABLE, вязкость линейно интерполируется между точками данныхзадаваемыми командами MPTEMP или MPDATA (или эквивалентным маршрутом GUI).Если выбран USER или USRV, вязкость вычисляется в пользовательской подпрограммеUserVisLaw.7.2.7.
Теплоемкость.Если выбран постоянный тип свойства CONSTANT, задавайте постоянное значение свойствапосредством команды FLDATA8,NOMI или через эквивалентный маршрут GUI. Например,для задания теплоемкости равной 1.205 следует выполнить следующую команду:Команда:FLDATA8,NOMI,SPHT,1.205Если выбран USER, задавайте теплоемкость через подпрограмму UserSpht.Если выбран тип свойство CMIX, то:В вышеприведенном уравнении, N определяет количество компонентов смеси, Yi массоваядоля i – ой составляющей и Cpi теплоемкость i – ой составляющей смеси.Если тип свойства TABLE, теплоемкость линейно интерполируется между точками данныхзадаваемыми командами MPTEMP или MPDATA (или эквивалентным маршрутом GUI).7.2.8.
Теплопроводность.Если выбран постоянный тип свойства CONSTANT, задавайте постоянное значение свойствапосредством команды FLDATA8,NOMI или через эквивалентный маршрут GUI. Например,для задания теплопроводности равной 1.205 следует выполнить следующую команду:Команда:FLDATA8,NOMI,COND,1.205Если выбран тип GAS, теплопроводность определяется по закону Sutherland для газов.Вы можете ввести параметры NOMI, COF1, и COF2.Константа идеального газа R определяется как (COF2/NOMI*COF1)Теплопроводность (“Свойство”):Свойство/NOMI = (T/COF1)1.5 * (COF1 + COF2)/(T + COF2)Если выбран тип LIQUID, для вычисления теплопроводности используется закон Sutherlandдля жидкости.Теплопроводность ("Свойство"):Свойство/NOMI = EXP{COF2*(1/T - 1/COF1) + COF3(1/T - 1/COF1)2}Если тип свойства CMIX, тогда:В вышеприведенном уравнении, N количество компонентов смеси, Yi массовая доля i – гокомпонента и Ki теплопроводность i – го компонента.Если тип свойства TABLE, теплоемкость линейно интерполируется между точками данныхзадаваемыми командами MPTEMP или MPDATA (или эквивалентным маршрутом GUI).Если выбран USER или USRV, вязкость вычисляется в пользовательской подпрограммеUserCond.7.2.9.
Коэффициент поверхностного натяжения.Если выбран постоянный тип свойства CONSTANT, задавайте постоянное значение свойствапосредством команды FLDATA8,NOMI или через эквивалентный маршрут GUI. Например,285для задания коэффициента поверхностного натяжения равного 73.0 следует выполнитьследующую команду:Команда:FLDATA8,NOMI,SFTS,73.0Если выбран LIQUID, коэффициент поверхностного натяжения определяется по полиномувторого порядка:Коэффициент поверхностного натяжения = NOMI + COF2*(T - COF1) + COF3*(T - COF1)2Если выбран USER, коэффициент поверхностного натяжения вычисляется впользовательской подпрограмме UserSfts.7.3.
Задание и изменение свойств.В начале анализа ANSYS вычисляет свойства исходя из заданного типа свойства исоответствующих констант. Для задания начальной температуры, выполните следующее:Команда:FLDATA14,TEMP,NOMI,ValueGUI:Main Menu> Preprocessor> FLOTRAN Set Up> Flow Environment> Ref ConditionsMain Menu> Solution> FLOTRAN Set Up> Flow Environment> Ref ConditionsМожно трактовать эту температуру, как абсолютную или относительную. Если этоотносительная температура, разница между относительной и абсолютной температуройявляется смещением от абсолютного нуля и устанавливается следующим образом:Команда:TOFFST,ValueGUI:Main Menu> Preprocessor> FLOTRAN Set Up> Flow Environment> Ref ConditionsMain Menu> Solution> FLOTRAN Set Up> Flow Environment> Ref ConditionsFLOTRAN инициализирует абсолютную номинальную температуру как сумму величин,заданных командами FLDATA,TEMP,NOMI и TOFFST или соответствующими маршрутамиGUI.По умолчанию начальное значение избыточного давления принято равным нулю.
Вотсутствии гравитации и вращения абсолютное давление определяется как суммаатмосферного давления и избыточного давления. Следовательно, начальное значениеабсолютного давления есть атмосферное давление.Для теплоемкости, плотности, коэффициента поверхностного натяжения и теплопроводностипрограмма ANSYS использует начальные значения абсолютной номинальной температуры иабсолютного давления для вычисления начальных свойств. Однако, для неньютоновскойвязкости вы задаете начальные свойства командой FLDATA12,PROP,IVISC,Value (MainMenu> Preprocessor> FLOTRAN Set Up> Fluid Properties). Если вы задаете величинуменьше или равную нулю, коэффициент NOMI, описанный в предыдущем разделеиспользуется для инициализации вязкости.7.3.1. Использование переменных свойств.В начале анализа, свойства будут варьироваться только между глобальными итерациями приизменении температуры и давления, если активирована опция вариации свойств.АктивироватьвариациюсвойствможнопосредствомкомандыFLDATA13,VARY,Label,Value где Label это SPHT, DENS,VISC, SFTS, и COND.286Допустимые значения для Value это ИСТИНА и ЛОЖЬ (T или F).
Эта команда не имеетсилы, если выбран постоянный тип свойства CONSTANT или COF1 равен нулю для GASили LIQUID.7.4. Модификация базы данных свойств.Выбор отличный от CGAS, CMIX, TABLE, USER, GAS, LIQUID, CONSTANT или AIR дляплотности, теплопроводности, вязкости и теплоемкости означает, что все свойства будутполучены из файла floprp.ans (текстовый файл), где размещены данные для воздуха.
Этотфайл входит в состав ANSYS и вам следует сделать его локальную копию этого файла, есливы запланировали дополнить его. Можно сделать копию на системном уровне текстовымредактором. Процедура дополнения требует следующее:1. Выбрать имя свойства.2. Задать функциональную форму или константы.id целый идентификатор уравнения (от 01 до 99)n номер коэффициентовCi коэффициенты уравнения.Можно обращаться к уравнениям базы данных через идентификационный номер ID.Переменная "y" – вычисляемая величина, Т абсолютная температура, Р абсолютноедавление.Идентификатор полинома ID: 01y = C1 + C2T + C3T2 + ... + CnTn-1Инверсный полином ID: 02Экспоненциальный полином ID: 03In(y) = C1 + C2T + C3T2 + ...
+ CnTn-1Экспоненциальный инверсный полином ID: 04Power Law ID: 05y = C1TC2Ideal Gas Law ID: 11Sutherland's Formula ID: 12Зависимость от давления ID: 15Неньютоновская модель Power Law ID: 16 (применимо только к вязкости)287гдеВторой инвариант скорости деформации.Неньютоновская модель Bingham ID: 17 (применимо только к вязкости)Задаваемая пользователем подпрограмма: 19y = y (C1, C2, C3, C4)В задаваемой вами подпрограмме можете использовать четыре коэффициента.Формат базы данных свойств, которая размещается в файле floprp.ans, приведен в таблице.Формат базы данных свойств.ЛинияОписание1Имя текучей среды [A8] и необязательные комментарии.2nLines [I6]nLinesProplab, tProp, nProp(PropCF(i)=1,nProp)[A4, 1x, 2I6, 5E12.5/6E 12.5]Имя текучей среды = тип свойства текучей средыNLines = количество считываемых свойствProplab = метка свойства (одна из следующих):SPHT - теплоемкостьDENS - плотностьVISC - вязкостьCOND - теплопроводностьGAMM - гаммаtProp – идентификатор уравнения свойстваnProp – количество коэффициентов свойстваPropCF – коэффициенты для расчета свойства7.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
