Добрый день, уважаемые участники форума.
Столкнулся в стационарной, однофазной задаче с большими скачками и провалами давления в отрицательную зону. Предположительно, в этих зонах поток кавитирует, но, хотелось бы не предполагать, а моделировать.
Если есть советы, примеры и рекомендации, как можно "увидеть" данный процесс в модели, будьте добры, поделитесь опытом.
Если не прав, поправляйте, заранее, благодарю!
Здравствуйте!
Для начала предлагаю посмотреть примеры 21 и 28 из хелпа.
Добрый вечер!
Для начала так и сделаю.
dvolkind, добрый вечер!
Сегодня попробовал выполнить пример 21 из "хелпа" - очень наглядно и доходчиво, а главное, все довольно реалистично выглядит.
Моя модель отличалась лишь тем, что, другие входное и выходное давление, и расход. Включив кавитацию и изпользовав уже сошедшееся решение, я получил желаемый результат - избавился от "отрицательного давления" в зоне резких скачков скорости (из-за сужения). Но, получил уже не схожие с экспериментом давления в некоторых участках магистрали + изменившийся расход, который к тому же в два раза отличается друг от друга на выходе и на выходе. В первом приближении, не нашел причин объяснить эту проблему, а до второго примера из "хелпа" сегодня не добрался.
Может данная проблема будет явной для Вас? Если да, разъясните, пожалуйста, мне мой промах =)
А что вы моделируете вообще? По каким параметрам сравниваете с экспериментом? Отличие расхода в два раза настораживает. Либо вы его неправильно вычисляете, либо решение не сошлось.
Задача следующая. Дана магистраль, по которой течет жидкость (вода). На входе в магистраль давление 200 атм, на выходе 3. Расход составляет около 3.6 кг/с. В зонах, где есть сужение потока в модели без кавитации я вижу провалы абсолютного давления ниже нуля (до -70 атм), затем происходит восстановление в положительном диапазоне через некоторое расстояние после сужения. Сравниваю по данным датчиков давления, которые были установлены в настоящем эксперименте. Ставлю в модели их в те же места и получаю давления, отличные на +- 2 атм.
Данную задачу я решал без переноса тепла, без кавитации и прочего. Решение сошлось, значения совпали с экспериментом. Но, на самом деле, в данной задаче есть кавитация, так как перепады давления больше, чем в два раза в участках сужения. Соответственно, я подключил перенос энергии и кавитацию, но что-то не усмотрел, видимо, раз у меня поплыл расход и получились неверные показания в местах датчиков давления.
Перепад космический, конечно. По-моему ошибка в 2 атм на фоне перепада в 200 атм не так уж велика. Для уточнения результатов нужно проверять сетку и сходимость итераций (в т.ч. по балансам).
Добрый вечер.
Данная ошибка получается без моделирования кавитации. Как только подключаю, у меня нарушается баланс, расход + давления начинают расходиться на порядок (+20 атм) от эксперимента.
Сегодня внимательно изучил второй пример из "хелпа" и заметил, что они во многом идентичны, кроме пункта с описанием турбулентности. В частности, обнаружил отличие в параметре "Eddy Lenght Scale", в первом примере он был равен 0.0076 а во втором 0.03 метра. Применив оба варианта в своей модели (за неимением формулы для нахождения этого параметра) получил интересные результаты - в первом случае давление выскочило далеко наверх от экмпериментальных, а во втором упало практически до нуля (к слову сказать, только изменение описания турбулентности кардинально отражалось на полученных результатах). Нашел вот формулу одну для потока в трубе
, в которой d_h- гидравлический диаметр, а l - Eddy Lenght Scale. Буду завтра пробовать.
Если так влияет входная турбулентность, значит входная граница находится слишком близко от злачных мест. Надо её либо отодвигать, либо прикладывать правильный профиль. Как у вас вообще домен выглядит? Можете нарисовать схематично с расстановкой ГУ?
dvolkind, добрый вечер!
Рисовать ее, в принципе, особого смысла нет. Выглядит все довольно просто - труба, диаметром 20 мм, в которой по середине есть сужение потока. Граничные условия - давление на входе в трубу и давление на выходе из трубы. Данное сужение "съедает" давление с 200 до 2 атм. Если я моделирую с водой без подключения кавитации (также не включаю энергообмен), просто считаю одну жидкость, то все по давлениям отлично, кроме зоны за сужением. Там, как я писал раньше, тянется зона отрицательно давления (до - 100 атм), после, восстанавливается до двух атмосфер и так тянется до выхода. Расход получается, как в натуральном эксперименте.
Подключаю кавитацию - отрицательного давления в модели нет и вижу в зоне за сужением образование газообразной среды (искомая кавитация. Здесь уже включен энергообмен, подключена еще одна фаза в виде водяного пара). И все бы здорово, но давления в местах контроля (где в эксперименте стоят датчики) уже неверные, плюс "Имбаланс" по массе уже совсем неприемлемый (в районе 3-4 единиц, хотя был 0.003).
Что касается сегодняшних "мытарств", то я просто ошибочно оценил вчерашние результаты. При достаточном количестве итераций данная входная турбулетность (пробовал значения 0.03; 0.0076; 0.01; 0.00076) сводит все давления за сужением практически до нуля. Можно это интерпретировать, как "запирание сужения" или данные значения турбулентности просто полностью "съедают" остаточное давление. Так что не там ищу пока что... Попробую улучшить сетку и другие модели описания турбулентности, так как иных догадок пока нет.
dvolkind, доброй ночи!
Получилось справиться с расходом и давлениями. Но, не бывает же все так просто...
Теперь у меня странная картина с самой кавитацией. Если смотреть по объемной доле газа, то за сужением в потоке у меня практически все пространство трубы заполняется газовой средой, что не может быть в действительности. Прочитал о похожем случае в "хелпе", установил необходимую инициализацие, но не помогло.
Знакома Вам эта ситуация?
Добавить комментарий