Отчет по летней практике. Отчет по практике гр ГПУД17-1бз, Тухбатуллин В.Р. Решения индивидуального задания
 Скачать 2.88 Mb.
|
|
Решения индивидуального задания. Вариант №1.  Согласно описанию из альбома течения [49], на рисунке 1 запечатлен процесс ламинарного обтекания шара. В поток жидкости (вода) были добавлены частицы алюминия, которые позволили увидеть линии тока на фотографии. В описании приведено число Рейнольдса Re = 25,5. По всей видимости число Рейнольдса посчитано по высоте уступа. По фотографии мною была построена геометрическая модель области течения (рис. 2).  Рисунок 2. В моей модели диаметр шара составила 20 мм. По формуле числа Рейнольдса, зная плотность и динамическую вязкость воды, можно определить скорость потока на входе в область:  или  По предварительному анализу процесса течения становится понятно, что возможно решать плоскую задачу. Мною была выбрана модель Ламинарной жидкости (уравнение Скорость - система уравнений Навье-Стокса), т.к. течение ламинарное и учитывать турбулентные эффекты в задаче не требуется. Это позволяет упростить систему уравнений, исключая пульсационные составляющие и решая систему Навье-Стокса напрямую без необходимости измельчения сетки и шага по времени. На входе была выбрана граница Вход/выход с нормальной скоростью 0,00235 м/с(рис 4). На выходе была установлена граница Свободный выход(рис6). На остальной части геометрии была установлена граница Стенка(рис 3). Для шара было выбрано Стенка (рис 5).   Рисунок 3. Рисунок 4.   Рисунок 5. Рисунок 6. Была создана равномерная расчетная сетка с количеством ячеек 20x20x20(рис 7).  Рисунок 7. Шаг по времени выбирался из условия 1/10 пролетного времени. Пролетное время – время, которое требуется частице для пролета от входа в расчетную область до выхода из нее. Длина расчетной области для моей геометрии составила 200 мм. Тогда:  Из условия 1/10 пролетного времени:  Окончательно для задачи выбираем Δ𝑡 = 10 с. Настройка расчетной модели закончена. Перед началом расчета можно построить визуализацию скорости и давления вдоль области. Это позволит отслеживать изменения параметров в области и оценить достижение результата. Поэтому мною были построены заливка по давлению и вектора по скорости вдоль области расчета.  Рисунок 8. Далее был запушен расчет. Критериями останова являлись около нулевые невязки по основным параметрам и визуальное постоянство полей давления и скорости (от слеживалось по слоям визуализации). Рисунок 9.  Рисунок 10. Для сравнения результатов расчета с исходным изображением реального процесса были выбраны траектории по скорости, т.к. этот слой визуализации строится так: FlowVision генерирует частицы в области расчета, а затем придает им скорости равные скоростям в расчетной области. Таким образом этот слой позволяет отследить траектории частиц, как если бы они были добавлены в поток. Исходное изображение было получено с помощью добавления частиц алюминия в поток, т.е. на исходном изображении показаны траектории частиц алюминия в потоке. Поэтому я считаю слой Траектории наиболее подходящим для сравнения результатов расчета с фотографией реального процесса. На фотографии реального процесса видно, что траектория частиц алюминия равномерно обтекает шар со всех сторон (рис 9). Это соответствует полученному результату (рис 10). Однако видно, что траектории частиц почти прилегают к шару (рис 9), тогда как по результатам расчетов траектории отстают от поверхности шара (рис 9). Вывод. По результатам проделанной работы были получены навыки по расчету гидрогазодинамических течений в программе FlowVision. Была поставлена и решена задача ламинарного обтекания шара потоком воды. Было показано удовлетворительное сходство результатов с фотографией реального процесса. Расхождения результатов и эксперимента наблюдаются над поверхностями шара и в области за ним. Это можно объяснить численной погрешностью, а также плотностью заливки в эксперименте. |