Лабораторная работа 8 Использование программных комплексов для расчета задач гидрогазодинамики
 Скачать 435.76 Kb.
|
|
Санкт - Петербургский государственный университет Кафедра гидроаэромеханики Лабораторная работа №8 «Использование программных комплексов для расчета задач гидрогазодинамики» Выполнил: Розыков Бахадур Санкт - Петербург, 2022 1. Постановка задачи Цель работы – на примере решения предложенных задач ознакомиться с возмож- ностями программных комплексов расчета гидрогазодинамики. Постановка задачи: Течение в воздухозаборнике. Рассматривается течение в канале воздухозаборника при сверхзвуковых скоростях (см. рис. ниже). Предполагается, что аппарат движется около земли и M ∞ = 3, p ∞ = 101325 Па и T ∞ = 300 К. Необходимо подобрать такие размеры воздухозаборника,чтобы косой скачок уплотнения попадал на кромку ниж- ней стенки. Рис. 1 — Схема воздухозаборника Нестационарное трехмерное течение вязкого сжимаемого газа описывается систе- мой уравнений, которая в интегральной форме записывается в следующем виде: ∂ ∂t Z Z Z V U dV + Z Z ∂V F · dS = 0 где U — вектор-столбец консервативных переменных в точке x в момент времени t, F — тензорное поле потока, ρ - плотность, v - вектор скорости, I - единичный тензор, τ - тензор вязких напряжений, V — некоторый замкнутый объем газа с границей ∂V , dS = n dS — вектор элементарной площадки dS к границе объема ∂V с внешней нормалью n. Вектор-столбец консервативных переменных и тензорное поле потока имеют вид U = ρ ρv ρe , F = ρv ρvv + pI − τ (ρe + p)v − v · τ + q 1 2. Препроцессинг 1. Для удовлетворения поставленной задачи, мы использовали следующие линей- ные размеры для воздухозаборника: верхний элемент имеет длину 213 мм, а нижний - 160 мм. 2. Сетку* (схема которой приведена ниже на) строили по следующим соображени- ям: в областях A и B мелкая ячейка с площадью 1.5 мм 2 , которые сгущаются ближе к границам воздухозаборника; в области C ячейки крупнее, с площадью 2 мм 2 , т.к. здесь нам не очень интересует поведение параметров газа в области D будем измельчать еще больше, чем в А и В (с площадью 0.5 мм 2 ), т.к. именно здесь проявляется характер течения газа *Примечание: сгущать будем в Mesh’инге с помощью команды Inflation с опцией Total Thickness (с max значением = 0.8 мм 2 ) Рис. 2 — Схема сетки 3. Решатель имеет: тип Density-Based, режим Steady (установившийся), в плоско- сти (Planar) Плотность берем из модели ideal-gas с вязкостью 1.7894e − 05 kg/m·s 4. Методы решения выбраны следующим образом (с числом Куранта = 5 и ги- бридным методом инициализации): 2 3. Решение В качестве иллютрации приведем поля основных газодинамических параметров: Рис. 3 — Поле скоростей Рис. 4 — Поле давлений 3 Рис. 5 — Поле температур Как и потребовалось в исследовательской части, приводим график зависимости скорости на выходе от координаты: Рис. 6 — Скорость на выходе 4. Выводы 1. Ознакомился с возможностями программного комплекса Ansys Fluent на примере решения гидрогазодинамических задач. 2.Были получены поля параметров газа для воздухозаборника. 4 |