Melyik előlap legyen?  A betűket egyszerűbbre is meg tudom csinálni.

Az előadások a következő témára: "Melyik előlap legyen?  A betűket egyszerűbbre is meg tudom csinálni."— Előadás másolata:

1 Ferde bordával ellátott csatornában kialakuló áramlás nagy örvény szimulációja
Melyik előlap legyen?  A betűket egyszerűbbre is meg tudom csinálni. Vass Péter Konzulens: Lohász Máté Carlo Benocci Patrick Rambaud

2 A modell geometriai paraméterei
Hűtőbordák Hűtő levegő

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

4 A modell geometriája Fali peremfeltétel Periodikus beáramlás
Periodikus kiáramlás D h p D h/D = 0,3 p/h = 10 Re = UbD/ν = 40000 ρfl = 1

5 A vizsgálat eszközei FLUENT általános célú megoldó:
Véges-térfogatok módszere strukturálatlan hálóra Turbulencia modellezés 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

6 Numerikus paraméterek
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 Tidőlépés = 1,4*10-3 D/Ub (5* ° esetén) (optimalizált érték) Tátlagolás = 26,83 p/Ub hét számítási idő (P4 3GHz) vagy

7 A háló paraméterei 8100 cella 60 cella 8100x60=486000
Így gondoltad a szétválasztást? 8100x60=486000

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

9 <u> kontúrok a Z = 0 síkban
1. LES 2. LES 3. RANS 4. RANS Merőleges borda esetén LES Ferde borda esetén LES Merőleges borda esetén RANS Ferde borda esetén RANS

10 <v> kontúrok az Y = 1.667 y/h síkban
2. LES 1. LES 4. RANS 3. RANS Merőleges borda esetén LES Ferde borda esetén LES Merőleges borda esetén RANS Ferde borda esetén RANS

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

12 Sebesség vektorok a sebesség abszolút értéke szerint színezve
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

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

15 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

16 Koherens struktúrák (Q = 5 U2/h2) 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 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 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 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 Válaszok A CFL szám optimalizált, az arról készült kép a pillanatnyi áramkép alapján készült A csatorna nyomásesése: ferde bordázat esetén : 0,403 Pa Merőleges bordázat esetén : 0,385 Pa

21 <u> kontúrok az Y = 1.667 y/h síkban
1. LES 2. LES 3. RANS 4. RANS Merőleges borda esetén LES Ferde borda esetén LES Merőleges borda esetén RANS Ferde borda esetén RANS

22 <v> kontúrok a Z = 0 síkban
1. LES 2. LES 3. RANS 4. RANS Merőleges borda esetén LES Ferde borda esetén LES Merőleges borda esetén RANS Ferde borda esetén RANS

23 <w> kontúrok a Z = 0 síkban
1. LES 2. LES 3. RANS 4. RANS Merőleges borda esetén LES Ferde borda esetén LES Merőleges borda esetén RANS Ferde borda esetén RANS

24 <w> kontúrok az Y = 1.667 y/h síkban
1. LES 2. LES 3. RANS 4. RANS Merőleges borda esetén LES Ferde borda esetén LES Merőleges borda esetén RANS Ferde borda esetén RANS

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

27 Térbeli áramvonalak Ferde bordázat esetén Merőleges bordázat esetén

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

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

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