STAR_Turb (1050992), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Вход определим как граничную область №1. Исходное положение: Plot OptionsGeometry, Cell Plot TypeHidden Surface, все кнопки Cell Plot Options – отпущены, CAll, Cell Plot, ViewAxis+Z. Переходим на панель задания границ Easy-GUIGo UpLocating Boundaries for 3-D models, выделяем строку №1 в списке граничных областей (Boundary Regions) Boundary RegionsReg#1, Define Region TypeStagnation. Собираем ячейки, прилегающие к левой плоскости, и поворачиваем модель входным сечением к себе CNewZone…{обводим левый ряд}, Cell Plot, ViewAxis-X, Easy-GUILocating Boundaries on ModelSelect a Zone{обводим все ячейки}. Возвращаемся в исходное положение CAll, Cell Plot, ViewAxis+Z.

Аналогично определяем выход (область №2): Boundary RegionsReg#2, Define Region TypePressure, CNewZone…{обводим правый ряд}, Cell Plot, ViewAxis+X, Locating Boundaries on ModelSelect a Zone{обводим все ячейки}. Возвращаемся в исходное положение CAll, Cell Plot, ViewAxis+Z.

Области №3 и №4 делаем циклически сопряженными: Boundary RegionsReg#3, Define Region TypeCyclic. Увеличиваем левую часть верхней границы Zoom In{охватываем верхний левый ряд красных ячеек}, смотрим сверху ViewAxis+Y, Locating Boundaries on ModelSelect a Zone{обводим все красные ячейки}; Zoom Off, Zoom In{охватываем правый ряд красных ячеек}, Locating Boundaries on ModelSelect a Zone{обводим все красные ячейки}, Zoom Off, увеличиваем (Zoom In) поочередно области на стыке красных и синих ячеек и с помощью операции Locating Boundaries on ModelPick Cell Faces{выбираем курсором}Done метим по 8 крайних синих ячеек. Определяем область №4 Boundary RegionsReg#4, Define Region TypeCyclic, выбираем нижний ракурс ViewAxis-Y и повторяем операции, аналогичные предыдущим: увеличиваем и обозначаем левый ряд, затем правый, потом оба сечения пристенной области (синего цвета). Возвращаемся в исходное положение Zoom Off, ViewAxis+Z.

Последняя область №5 охватывает оба сечения z=0 и z=1. Условия симметрии, которые ставятся на этой области, обеспечивают квази-двумерный анализ течения: Boundary RegionsReg#5, Define Region TypeSymmetry, Locating Boundaries on ModelSurface Based on Edges{указываем курсором любую вершину в стороне от края}, ViewREVERSE и повторяем - Locating Boundaries on ModelSurface Based on Edges{указываем курсором любую вершину в стороне от края}, ViewREVERSE.

Граничные области определены. Проверяем результат count,boun: 1 STAG 48, 2 PRES 56, 3 CYCL 84, 4 CYCL 84, 5 SYMP 12192. Записываем FileSave,16.

7. Граничные условия

Переходим на панель граничных условий Go UpInputing Boundary Condition Values. Выделяем в списке область №1. Указываем направление протока DirectionSpecify (убеждаемся, что активная система координат - №1, декартова), DU1, DV1 (угол 45 - компоненты скорости равны), VelocityAbsolute, Stag Temp288, Turb.Intensity0.02, Length Scale0.01. Фиксируем введенные данные Save Settings.

Выделяем в списке область №2. Устанавливаем условие по среднему давлению MeanOn. Задаем статическое давление (относительно реперного) Pressure-60000, температуру Temperature288, Turb.Intensity0.02, Length Scale0.01. Фиксируем введенные данные Save Settings.

Устанавливаем взаимное соответствие между элементами циклически сопряженных границ границ: ToolsBoundaryToolOtherCyclic SetsIntegral Match, в появившемся окне вписываем номера циклически сопрягаемых областей и их относительный сдвиг по угловой оси координат Region #13, Region #24, DY-50, Tolerance0.001, Apply, Close. Закрываем диалоги Cyclic Set ListClose, Boundary Tool Close.

Остальные граничные условия в нашем случае настройки не требуют.

8. Управляющие параметры

Открываем панель параметров, управляющих решением Go UpSetting Analysis Control Values, устанавливаем число итераций Number of Iterations300, Save Settings. Отключаем расчет z-компоненты скорости Full OptionsSolutionWNo. Устанавливаем разностную схему Differencing SchemeMARS по всем переменным. Включаем запись данных по величине силы трения и безразмерного расстояния от стенки до ближайших узлов (центроидов) ячеек Y⁺: Print/Post, Shear Forces at Walls:Yes, Yplus terms:Yes, Apply, Close. Остальные параметры оставляем по умолчанию.

9. Заключительные операции

Создаем рабочие файлы, содержащие геометрические параметры модели FileGeomWriteScale Factor0.001Apply и параметры задачи FileProbWrite, 10binary 8. Сохраняем модель File  Save,16. Закрываем пре- пост-процессор PROSTAR FileQuitNosave.

11. Счет

Из меню STAR-CD Suite Program Launcher запускаем компоновщик исполняемого файла Starlink. Запускаем на счет исполняемый файл с помощью кнопки Star. На каждой итерации на экран выводится строка, содержащая номер итерации, нормированные значения невязок и параметров потока в контрольной точке. Задача завершается при выполнении предписанного числа итераций.

12. Контроль результатов и доработка модели

Запускаем PROSTAR. Загружаем результаты счета PostLoad,9. Проверяем величину Y⁺ в пристенных ячейках: извлекаем данные по всем границам PostGet Wall…Y+Load DataClose. Автоматически создаются ячейки типа Shell, причем для интересующей нас области стенки они получают табличный номер 8. Отделяем соответствующие данные ToolsCell Tool...Table#8NewType(Current) и выводим сумму SUMM,CSET. Поскольку диапазон Y⁺ (приблизительно 40...160) соответствует рекомендованному для использованного по умолчанию закона стенки (Wall Function), делать пристенный слой ячеек тоньше нет необходимости. Находим силы, действующие на 1мм длины лопатки PostGet Wall…Vector DataFxyz(total)Load DataClose, SUMM,CSET: F_x=1.6912Н, F_y=2.4153Н.

Извлекаем данные по числу Маха CellNewFluid, PostGet Vert…Mach NumberLoad DataClose. Устанавливаем режим отображения: Plot OptionsContour, Cell Plot TypeSection(Surface) (сечение – по умолчанию) и фиксированную цветовую шкалу PlotPost Plot Options..., Set Color Scale for contour and vector plotsUser, Number of color indices20, Vmin0 Vmax2ApplyClose. Получаем контуры распределения Cell Plot (Рис.4).

Вблизи задней кромки присутствуют области отрыва и резкого торможения (скачок уплотнения). Здесь необходимо проверить полученное решение на более мелкой сетке. Удаляем вспомогательные ячейки CLRW. Меняем режим изображения Plot OptionsGeometry, Cell Plot TypeHidden Surface, увеличиваем изображение нижней части области около задней кромки и собираем ячейки для дробления CellNewZone{очерчиваем 20 рядов ячеек по 24 ячейки каждый (8 синих и 16 красных), начиная со второго снизу, вправо и вверх от кромки}. Выполняем дробление CellOtherCell Refine, Number divisions in K direction1, Couple OptionCouple, Couple Type Number1, остальное - по умолчанию, Apply, Close. Проверяем: CellAll Cells, Cell Plot, Zoom off.

В качестве начального приближения используем старое решение Modules Control…AnalysisRead Restart File:Initial Field, Initial Field OptionSmapped, Iterations700, Apply, Close. Копируем файлы star16 и star09 под новыми именами, например, star18, star19 и только после этого сохраняем доработанную модель FileSave,16, FileGeomWriteApply, FileProbWrite, 10binary 8.

Переносим поле течения со старой сетки на новую: Resume,18, Load, 19, Utility Solution Mapping…Restart File16, Apply, Close. Закрываем PROSTAR File QuitQuit,Nosave.

Рис.4

13. Счет

Повторяем п.11.

14. Обработка результатов

Запускаем PROSTAR. Загружаем результаты счета PostLoad,9. Устанавливаем режим экрана и цветовую шкалу как в п.12. Для более полного представления о поле течения, построим изображение по обе стороны профиля: CAll, VNewCell Set,

cgen,2,30000,cset,,,vgen,1,0,50,

PostGet Vert…Mach NumberLoad DataClose dgen,2,30000,vset, CellNewFluid, Cell Plot (Рис.5). Видим, что течение около задней кромки существенно изменилось: точка отрыва сместилась выше по потоку; прямой скачок уплотнения (М<1) сменился на систему косых скачков (M>1). Используя другие разбиения и стандартную k- модель турбулентности, можно самостоятельно убедиться в том, что смена типа течения (Рис.4,5) происходит практически скачкообразно и определяется влиянием вязкости (сеточной и турбулентной). На интегральных характеристиках, например, силах (см. п. 12) изменение отражается слабо: F_x=1.6840Н, F_y=2.3927Н.

Сравним распределение давления по верхней поверхности профиля. Возвращаемся к прежней модели результатам ее расчета Resume,18, Load,19. Получаем данные по давлению PostGet Bound...Static Pressure, AbsoluteLoad DataClose, ToolsCell Tool...Table# 8NewType(Current), PlotWall Plot, берем верхнюю поверхность профиля CNewZone{обводим нижнюю кривую}. Находим соответствующие этим данным значения криволинейной координаты вдоль образующей профиля, для чего создаем точки – центроиды vcel,60000,cset, собираем их vset,news,vran,60000,70000 и переносим ближе к сплайну №1, который будет служить координатной линией vgen,2,,vset,,,,,-.5. Заносим данные в графические регистры: GraphLoad Data...Load cell/vertex/sensor/wall numbers and data Apply, Register for cell/vertex/sensor numbers5, Type of dataVertex, Set, Starting location in register 1, Register for geom/post data1, Data to loadSpline, ICS or spline Number1Load Numbers and Data – положения узлов, и на той же панели Register for cell/vertex/sensor numbers6, Type of dataWall, Register for geom/post data2, Data to loadPost4 Load Numbers and Data, Close – значения давления. Упорядочиваем данные: GraphRegistersRegister Operations…Sort Data...,, Register on which to base the sort1, Ending Associated Register6, Apply, Close, Close, Close. Записываем в файл GraphLoad Data Save register data to external file…ApplyNumber of data sets to write2ApplyClose. Восстанавливаем новую модель FileResume,16OK и новые результаты PostLoad,9. Повторяем в точности всю последовательность действий с данными, что можно сделать, например, так: открываем окно Prostar Output, выделяем на нижней панели нужную последовательность команд, копируем в буфер, создаем текстовый файл, например post.txt, копируем в него содержимое буфера и сохраняем, затем открываем редактор PROSTAR FileEdit FileFileOpenFilespost.txtOKExecuteExecute All, File Close. Добавляем ранее записанные данные GraphLoad Data...Load registers from external file…ApplyFile number to read from12Number of data sets to extract2Starting register to store data into3ApplyClose. Строим график: GraphDisplayX-Axis RegisterReg#1, Y-Axis Register Reg#2, Add Register Pair, X-Axis Register Reg#3, Y-Axis Register Reg#4, Add Register Pair, X-Axis Parameter NumberInteger, Y-Axis ParameterNumberInteger, Apply Changes, Draw Current Frame.

На полученном графике (Рис.6) видим, что полученные решения различаются только в окрестности задней кромки.

Рис.5

Рис.6

15. Выход из программы

Вспомогательные объекты, созданные при обработке результатов, хранить вместе с моделью, как правило, нецелесообразно. Лучше сохранять повторяющиеся последовательности команд и использовать их как было показано выше, или, при очень частом использовании, включить в пользовательскую панель. Поэтому выходим без сохранения FileQuitQuit,Nosave.

CADFEM GmbH, ZENTRALE GRAFING, MARKTPLATZ 2 , D-85567, GRAFING B.MUNCHEN, TEL:(08092) 7005-0; FAX: (08092) 7005-773

Представительство CADFEM GmbH, офис 1703, 77, Щелковское шоссе, Москва, 107497, Россия

Тел:(095) 468-81-75 Тел/факс: (095) 913-23-00 E-mail: cadfem@online.ru http://www.cadfem.ru 5

Характеристики

Список файлов учебной работы