Перед началом работы настоятельно рекомендуем ознакомиться с правилами форума.

Разница в 2D / 3D геометрии

miracle
Аватар пользователя miracle

Добрый день!

Появился такой вопрос: моделировал естественную конвекцию. Было 2 модели: 2D осесимметричная и 3D. ГУ, свойства и все остальное идентично. Настроил решатель как посоветовали тут. Однако, результаты совсем не сходятся (распределение температуры на оси). При отключении конвекции, когда температура передается только за счет теплопроводности обе мрдели показывают идентичный результат. Говорит ли это о том, что у меня ошибка в двухмерной модели? Или такая модель неприменима изначально для таких расчетов?

Спасибо! 

karachun
Аватар пользователя karachun

Это говорит что ошибка или в 2Д модели или в 3Д модели или в обеих.

miracle
Аватар пользователя miracle

3Д модель показывает результаты, которые можно объяснить логически, опираясь на законы физики. 2Д считает совсем не то. Настройки решателя абсолютно одинаковы. Есть ли какие-то хитрости для расчета на 2Д моделях? Модель осесимметричная, ось симметрии 0Х.

karachun
Аватар пользователя karachun

Если у вас моделируется свободная конвекция то, по логике вещей, результаты будут совпадать только для случая когда направление гравитации параллельно оси симметрии. Если гравитация не параллельна то получается что модель не осесимметрична и осесимметрию использовать нельзя.
И даже в симметричных конструкциях поток может быть несимметричным из-за мелких нестабильностей, как раз из-за свободной конвекции. Конвективные ячейки могут не захотеть формировать симметричную структуру.

 

miracle
Аватар пользователя miracle

Цитата:
Если гравитация не параллельна

Гравитация, разумеется, параллельна оси симметрии

Цитата:
Конвективные ячейки могут не захотеть формировать симметричную структуру.

Есть какие-то требования к сетке?

Рисунок сделан для 2Д модели?

karachun
Аватар пользователя karachun

Тогда я могу придумать только такой вариант - в осесимметричной модели получается что есть одна большая конвективная ячейка в форме бублика (тора).

А в 3Д модели получаются несколько маленьких ячеек. как дольки апельсина и это вносит некоторую разницу.

 

Цитата:
Есть какие-то требования к сетке?

Нет, такая несимметричность может возникать от ошибок округления.

 

Цитата:
Рисунок сделан для 2Д модели?

Рисунок взят из Википедии. Такие примеры, на самом деле сплошь и рядом. Нестационарный поток вокруг цилиндра, при симетричной геометрии и ГУ, через некоторое время из симметричного становится несимметричным, с дорожками Кармана.

Истечение через отверстие в тонкой пластине - поток отказывается быть симметричным и прилипает к одной из стенок и на разных сетках место прилипания будет разным.

С этим нельзя бороться, это само свойство таких систем - они неустойчивые, или симметричное положение является неустойчивым.

 

 

Но это не до конца объясняет огромную разницу в результатах.

Для начала посмотрите на картуну течения, в 3Д модели она осесимметрична?

Можете еще посмотреть в справке применимость и ограничения модели свободной конвекции. Если есть несовместимость с осесимметричной модельй то это будет в справке оговорено.

miracle
Аватар пользователя miracle

Цитата:
Нет, такая несимметричность может возникать от ошибок округления.

То есть без разницы, крупная или мелкая сетка?

Влияет ли модель турбулентности? Стоил ламинар.

Цитата:
Можете еще посмотреть в справке применимость и ограничения модели свободной конвекции. Если есть несовместимость с осесимметричной модельй то это будет в справке оговорено.

Существуют статьи, в которых проведены расчеты в осесимметричной постановке.

В users guide написано:

"13.2.4.3. Limitations of the Boussinesq Model
The Boussinesq model should not be used if the temperature differences in the domain are large. In
addition, it cannot be used with species calculations, combustion, or reacting flows."

Соответственно, ограничений на осесимметричность нет

karachun
Аватар пользователя karachun

Цитата:
То есть без разницы, крупная или мелкая сетка? Влияет ли модель турбулентности? Стоил ламинар.

Это все можно определть методом тыка. Точных таблиц и графиков у меня нет. Выполняйте сеточную сходимость и не парьтесь.

Так а что с самим потоком, вы на него смотрели? есть разница в скоростях? в линиях тока?

miracle
Аватар пользователя miracle

Цитата:
Так а что с самим потоком, вы на него смотрели? есть разница в скоростях? в линиях тока?

Разница между 2Д и 3Д? Да, скорости отличаются.

karachun
Аватар пользователя karachun

Ну?

А дальше?

Есть основания полагать что в 3Д постановке картина тока на самом деле не осесимметричная?

Почему я должен вас заставлять выполнять постпроцессинг? Вы должны были сразу смотреть на распределение скоростей, на линии тока и делать выводы. Или вы думали что в CFD нужно только на одну цифру смотреть а линии тока это чепуха?

miracle
Аватар пользователя miracle

Цитата:
Есть основания полагать что в 3Д постановке картина тока на самом деле не осесимметричная?

Распределение скоростей, естественно, не осесимметричное. Однако, сама постановка уравнения навье-стокса с моделью бусинеска предполагает осесимметричность.

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.