Перед началом работы настоятельно рекомендуем ознакомиться с правилами форума.

Моделирование истечения нефти из дефектного отверстия ромбовидного сечения на магистральном трубопроводе

Suchasmall
Аватар пользователя Suchasmall

Добрый день! Очень нужна любая ваша помощь!

Моделирую линейный участок длинной 1000 [м] магистрального трубопровода с  возникшем по середине пробоем ромбовидного сечения в Ansys CFX. Предварительно в среде Mathcad был произведен расчет потерь давления и скорости на участках трубопровода до пробоя и после. При моделировании в Ansys происходит сильное расхождение расчетов, особенно по давлению. Видимо, я не правильно задаю граничные условия: вход (inlet) в начале трубопровода, выход (outlet) в конеце и открытая поверхность (opening) в виде дефектного отверстия ромбовидного сечения (соотношение диагоналей 1/8).  На входе я задаю скорость течения нефти 2.3 [м/с], на выходе - давление 0 [Пa], а на открытой части нормальное атмосферное давление 101300 [Па]. Соответственное Reference pressure задаю 0 [атм]. Модель турбулентности k-Epsilon. Жидкость однофазная (нефть без примесей). 

Подскажите пожалуйста, если я что-то делаю не так, поможет любая информация. Заранее большое спасибо!

P.S. На вопрос, почему моделирование производиться в CFX, а не Fluent, могу сказать только то, что такие требования у института( Если такая задача требует моделирования в Fluent, это тоже будет огромной помощью!

P.P.S. Так как файл очень много весит и долго считает, прикрепляю скриншоты результатов граничных условий и данные Mathcad. 

 

С уважением, Екатерина

ВложениеРазмер
Иконка изображения dannye_mathcad.png87.7 КБ
Иконка изображения vhod.png74.68 КБ
Иконка изображения defektnoe_otverstie.png102.67 КБ
Иконка изображения vyhod.png84.04 КБ
Denis17488
Аватар пользователя Denis17488

Добрый день. Не могли бы Вы привести побольше данных - постановка задачи (симметричная или полная модель),форма элементов, размер элементов (выполняется ли условие по y+), величина невязок.

Suchasmall
Аватар пользователя Suchasmall

Да, конечно. Постановка задачи состоит в том, что необходимо смоделировать круглую трубу  длинной 1000 [м] и диаметром 1.02 [м], полая модель. Сечения дефектного отверстия ромбовидное, большая диагональ расположена вдоль трубы. На счет условия y+ точно не могу сказать, число Re = 28725, следовательно, пристеночный шаг находится от 20-150. Скриншот сетки и данных прикрепляю. Величина невязок RMS 0.001, сходимость в общем неплохая. 
Надеюсь, я правильно Вас поняла и написала по делу.

Denis17488
Аватар пользователя Denis17488

1. Проверьте включен ли решатель двойной точности (насколько помню в CFX нужно поставить галочку Double-Precision Solver в CFX-Solver перед запуском на расчет). Ознакомьтесь с этим материалом.

https://cae-club.ru/content/kogda-ispolzovat-reshatel-s-dvoinoi-tochnostyu-double-precisio

2. Как определять y+ 

https://cae-club.ru/sites/default/files/yplus.pdf

Величину у+ для используемой модели турбулентности смотрите в Help программы.

Также y+ можно посчитать здесь 

https://www.cfd-online.com/Tools/yplus.php (надеюсь сторонние ссылки здесь разрешаются).

3. Для вашей геометрии советую использовать структурированную гескаэдрическую сетку со сгущением к стенкам (уменьшит численную диффузию и количество затрачиваемых ресурсов). Если же вы решили использовать тетраэдрическую сетку, то необходимо добавить призматические слои у стенок. При этом не забывайте, что высота пристеночного слоя определяется из y+.

4. В области ромба необходимо сгущение (одного элемента по толщине недостаточно).

Как определяли шаг по времени?

dvolkind
Аватар пользователя dvolkind

Здравствуйте!

Вставлю 5 копеек. Думаю, что основная проблема в том, что у вас расчетная область внезапно заканчивается на самом интересном месте. Вам нужно смоделировать область, в которую происходит истечение через отверстие, иначе все бессмысленно. Подозреваю, что на результат будет влиять даже форма отогнувшихся при разрушении "лепестков" металла. Если истечение происходит в воздух, то нужно вообще считать во многофазной постановке, причем подобный фонтан эффективнее моделировать во флюенте (аргументы - модель VOF и автоматический переход от VOF к DPM в последних версиях). А проще это по Идельчику прикинуть с запасом и не париться.

PS Моделировать километр прямой трубы - скучно. Нужно не более 20 диаметров до отверстия и несколько после (чтобы не было рециркуляции на выходной границе). А еще лучше - приложить на входе профиль, полученный на периодической задаче.

PPS Сетка ваша совсем не годится. Судя по всему, вам не помешает разобраться с азами использования софта.

Добавить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Приложить файл

Максимальный размер файла: 128 МБ.
Допустимые типы файлов: txt doc docx xls xlsx pdf rar zip 7zip tar.