Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1/30 Ferde bordával ellátott csatornában kialakuló áramlás nagy örvény szimulációja Vass PéterKonzulens:Lohász Máté Carlo Benocci Patrick Rambaud.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1/30 Ferde bordával ellátott csatornában kialakuló áramlás nagy örvény szimulációja Vass PéterKonzulens:Lohász Máté Carlo Benocci Patrick Rambaud."— Előadás másolata:

1 1/30 Ferde bordával ellátott csatornában kialakuló áramlás nagy örvény szimulációja Vass PéterKonzulens:Lohász Máté Carlo Benocci Patrick Rambaud

2 2/30 A modell geometriai paraméterei Hűtőbordák Hűtő levegő

3 3/30 Áttekintés Az áramlás szimulációja A borda szöge hatásának elemzése az áramképre Az örvénystruktúrák tanulmányozása Eredmények összehasonlítása: LES és RANS

4 4/30 A modell geometriája p D D h Periodikus beáramlás Periodikus kiáramlás h/D = 0,3 p/h = 10 Re = U b D/ν = ρ fl = 1 Fali peremfeltétel

5 5/30 A vizsgálat eszközei Nagy örvény szimuláció (LES): Háló alatti modellezés: numerikus diffúzió modellez = Monotonic Integrated LES (MILES) Reynolds átlagolt modell (RANS): Realizable k-e model, enhanced wall treatment FLUENT általános célú megoldó: Véges-térfogatok módszere strukturálatlan hálóra Turbulencia modellezés

6 6/30 Impulzus interpoláció: Second Order Upwind Nyomás interpoláció: Standard (másod rendű) Nyomás sebesség kapcsolat: SIMPLE Időbeli diszkretizáció: Gear-féle másod rendű implicit Alul-relaxációs paraméterek: Nyomás : 0,7 (optimalizált érték) Impulzus : 0,8 (optimalizált érték) Konvergencia kritérium: 10 iterációs lépés 5*10 -4 kontinuitás skálázott reziduuma T időlépés = 1,4*10 -3 D/U b (5* ° esetén) (optimalizált érték) T átlagolás = 26,83 p/U b 9 hét számítási idő (P4 3GHz) Numerikus paraméterek vagy

7 7/30 A háló paraméterei 60 cella 8100x60= cella

8 8/30 Numerikus paraméterek Fali Y + : -Optimális esetben: CFL max ~1 CFL: Átlag: 4-6 között Értéke mindenhol <1

9 9/30 1.Merőleges borda esetén LES 2.Ferde borda esetén LES 3.Merőleges borda esetén RANS 4.Ferde borda esetén RANS kontúrok a Z = 0 síkban 2. LES1. LES 4. RANS3. RANS

10 10/30 kontúrok az Y = y/h síkban 2. LES 1. LES 4. RANS 3. RANS 1.Merőleges borda esetén LES 2.Ferde borda esetén LES 3.Merőleges borda esetén RANS 4.Ferde borda esetén RANS

11 11/30 Z = z/h síkban ferde borda esetén: Lefelé áramlás a borda ferdesége által keltett örvénylés miatt Z = z/h síkban ferde borda esetén: Felfelé áramlás az örvénylés miatt A sík kétszer is belemetsz a borda mögötti leválási buborékba Z = z/h síkban merőleges borda esetén: Nagyobb leválási buborék a borda mögött Sebesség vektorok a sebesség abszolút értéke szerint színezve

12 12/30 Y = 1.05 z/h síkban ferde bordázat esetén: Jelentős Z irányú sebességkomponens a geometria hatására Y = 1.05 z/h síkban merőleges bordázat: esetén A borda fölött lassul az áramlás a leválás miatt Sebesség vektorok a sebesség abszolút értéke szerint színezve

13 13/30 Az áramkép vizsgálata Az áramlás szemléltetése áramvonalakkal Az örvénystruktúrák tanulmányozása a Q-kritérium segítségével Az áramkép elemzése kritikus pont elmélet segítségével A sebességderivált tenzor karakterisztikus egyenlete:

14 14/30 Ferde bordázat esetén: Az egész áramlási teret domináló örvény A sarkokban ellentétesen forgó örvények Merőleges bordázat esetén: Szekunder áramlás keletkezik a fali határréteg hatására Síkbeli áramvonalak X = állandó síkokban

15 15/30 Térbeli áramvonalak Ferde bordázat esetén Indítás szakasza: Piros: X= -3 –14 Y= 3; Z= 0 Kék:X= -0.8 – 2.4 Y= 0.3 Z= -1.6 – 1.7 Merőleges bordázat esetén Indítás szakasza: Piros: X= 0.8 Y= 0.3 Z= -1.6 – 1.6 Kék:X= -0.8 Y= 0.3 Z= -1.6 – 1.6

16 16/30 Koherens struktúrák (Q = 5 U 2 /h 2 ) örvénymagok láthatóvá tételével Ferde bordázat esetén: Az osztástávolság kétszeresén átívelő örvény Merőleges bordázat esetén: A leválás hatására keletkező örvények a borda tetején és mögött Patkóörvény a borda előtt az alsó és oldalsó sarkokban

17 17/30 Fali áramvonalak, leválási (fehér) és visszafekvési (fekete) vonalakkal Ferde bordázat esetén: A domináns örvény hatására kialakuló leválások a falakon A borda tetején kiszélesedő leválási buborék Merőleges bordázat esetén: A borda előtt kialakuló patkóörvény mintázata a borda felvízi oldalán és az alsó falon

18 18/30 Fali áramvonalak, leválási és visszafekvési vonalakkal Ferde bordázat esetén: A borda hátfalán és az alsó falon a leválási buborék okozta mintázat Merőleges bordázat esetén: A borda mögött az oldalfalon a leválási és visszafekvési vonalak nyeregpontot alkotva metszik egymást

19 19/30 Összefoglalás Az áramkép teljesen különbözik merőleges és ferde bordázat esetén Az átlagáramkép nagyobb léptékű és hevesebb örvényeket tartalmaz ferde bordázat esetén RANS eredményei meglepően hasonlítanak a LES eredményeihez ferdén bordázott esetben, mivel a szekunder áramlás inkább a geometrián múlik mint a merőleges bordánál A merőleges bordázat esetén használt módszer használható ferde bordázat esetén is Mérési eredményekkel való összehasonlítás még nem történt meg A hővezetés számítása lehet a következő lépés

20 20/30 Válaszok 1. A CFL szám optimalizált, az arról készült kép a pillanatnyi áramkép alapján készült 2.A csatorna nyomásesése: ferde bordázat esetén: 0,403 Pa Merőleges bordázat esetén: 0,385 Pa

21 21/30 kontúrok az Y = y/h síkban 2. LES1. LES 4. RANS3. RANS 1.Merőleges borda esetén LES 2.Ferde borda esetén LES 3.Merőleges borda esetén RANS 4.Ferde borda esetén RANS

22 22/30 kontúrok a Z = 0 síkban 2. LES1. LES 4. RANS 3. RANS 1.Merőleges borda esetén LES 2.Ferde borda esetén LES 3.Merőleges borda esetén RANS 4.Ferde borda esetén RANS

23 23/30 kontúrok a Z = 0 síkban 2. LES1. LES 4. RANS 3. RANS 1.Merőleges borda esetén LES 2.Ferde borda esetén LES 3.Merőleges borda esetén RANS 4.Ferde borda esetén RANS

24 24/30 kontúrok az Y = y/h síkban 2. LES1. LES 4. RANS 3. RANS 1.Merőleges borda esetén LES 2.Ferde borda esetén LES 3.Merőleges borda esetén RANS 4.Ferde borda esetén RANS

25 25/30 Sebesség vektorok a sebesség abszolút értéke szerint színezve Z = 0 z/h síkban ferde borda esetén Z = 0 z/h síkban merőleges borda esetén

26 26/30 Y = z/h síkban ferde borda esetén Y = z/h síkban merőleges borda esetén Sebesség vektorok a sebesség abszolút értéke szerint színezve

27 27/30 Térbeli áramvonalak Ferde bordázat esetén Merőleges bordázat esetén

28 28/30 Koherens struktúrák (Q = 5) örvénymagok láthatóvá tételével Ferde bordázat esetén Merőleges bordázat esetén

29 29/30 Síkbeli áramvonalak Z = állandó síkokban ferde bordázat esetén Síkbeli áramvonalak Z = állandó síkokban merőleges bordázat esetén

30 30/30 2. LES 1. LES 4. RANS 3. RANS Koherens struktúrák (Q = 5) felületi áramvonalakkal 1.Merőleges borda esetén LES 2.Ferde borda esetén LES 3.Merőleges borda esetén RANS 4.Ferde borda esetén RANS


Letölteni ppt "1/30 Ferde bordával ellátott csatornában kialakuló áramlás nagy örvény szimulációja Vass PéterKonzulens:Lohász Máté Carlo Benocci Patrick Rambaud."

Hasonló előadás


Google Hirdetések