Доброго времени суток, помогите решить задачу с теплообменом во fluent, задача состоит в нахождении температуры воздуха , который входит в теплообменник с температурой в 400К, должен выйти с температурой , близкой к 300-320К, внутренняя стенка омывается водой .Запускаю расчет, потеряна исходная точка и ошибки в решателе по температуре или эпсилон ГУ:вход по давлению=100атм и тепературой в 400К, выход тоже по давлению в 100 атм, скорость газа=0,5м/с, создал интерфейсы взаимодействия, между стенками трубок и жикостью, файл с флюентом приложил, и как сделать с помощью экспрешинов пульсацию потока этого самого газа по времени?fluent версии 2020R1, , уже все граничные условия перепробовал, всеравно вылетает , если не сложно, буду рад переписке в каком-либо месседжере ЗАРАНЕЕ СПАСИБО!)
| Вложение | Размер |
|---|---|
 файл с проектом | 16.47 МБ |
“Давай по новой, Миша, все фигня!”
1. Не знаю какая была изначальная задумка но массовый расход воздуха на входе и выходе сильно не совпадают. Это насилие над условием неразрывности, не надо так.
И я еще поменял направление тока - вместо задания направления по декартовым координатам я задал Normal To Boundary. Скорее всего Ваши направления направлены в противоположную сторону.
2. Я перенес давление 100 атм. в Operational Pressure а на входе поставил ноль. Это позволяет сильно уменьшить ошибки округления, можете поискать в гугле подробные объяснения, почему надо так поступать.
3. Плотность задана постоянная, это значит что она не зависит от давления и температуры и это значит что она задана неправильно. Я задал изменение плотности по закону идеального газа - Ideal Gas. При таком давлении плотность будет около 100 кг/м3 против 1.225 кг/м3 по умолчанию.
Учтите что вязкость, теплоемкость и теплопроводность воздуха при таком огромном давлении тоже будут очень сильно отличаться от значений при НУ (хотя они могут и не сильно меняться по ходу тракта - перепад давления и температуры небольшой) так что эти значения тоже лучше уточнить по справочнику.
4. То же самое и с водой - задали расход (для несжимаемой воды скорость и массовый расход это одно и то же) на входе - извольте задать выход по давлению на выходе. Решатель и сам прекрасно понимает что массовые расходы на входе и выходе, а вот что он не знает так это уровень давления. Чтобы помочь ему - как раз и нужно задать Pressure Outlet (статическое давление) на выходе.
Вообще хорошо работают две пары ГУ: расход+статическое давление или полное+статическое давление.
5. Сетка странновата - почитайте про пограничный слой, что это такое и как его моделируют.
6. Я сделал гибридную инициализацию, в стандартной была куча разных значений а мне лень разбираться какие из них были по умолчанию а какие Вы дописали сами.
7. Гравитацию убрал, она здесь не нужна - это вынужденная а не свободная конвекция.
8. В Solution Methods жмакнул на кнопку Default.
Запустил на 50 итераций - вроде оно не вылетает. И резидуалс убывают - это вообще праздник!
Вроде все работает, температура на выходе 300К. Но к расчету еще осталась куча вопросов - нужно указать правильные теплофизические свойства воздуха для давления 100 атм и температуры 320-400 К (можно взять для средней температуры). Ну и сетку поправить, Пока в ней пристеночные элементы больше чем элементы в ядре потока, это скандал!
https://imgur.com/a/tCQ9UQI
Что касается мессенджеров - увы я не Мать Тереза. Если Вам есть что предложить то пишите в личку, если нет - то продолжаем общение в рамках форума.
Собственно вот сам архив с проектом.
Александр, спасибо большое , очень сильно помогли, еще один вопрос- fluent считает свойства жидкости/газа , исходя из тех величин которые заданы в свойствах материала изначально?(я думал, что он сам будет персчитывать на те 100 атм которые заданы на входе , т.е. я задал плотность воздуха 1,22, а при 100атм=122- и он сам это пересчитает, или опорными величинами являются те параметры, которые записаны в operating conditions?
Не за что.
Смотрите - если задано одно значение то это константа (constant). Это самый простой вариант и он стоит по умолчанию. Если этого не достаточно то на выбор есть сразу несколько разных моделей (например идеальный газ, реальный газ), вот при выборе этих моделей соответствующий параметр (плотность, теплоемкость, вязкость) будет пересчитываться по определенному закону.
В реальной жизни все свойства и газов и жидкостей и даже твердых тел будут зависеть от давления и температуры но для некоторых случаев можно спокойно этим пренебречь (например считаем воду несжимаемой). В расчете чем больше величин будут изменяться по определенным законам тем нелинейнее и неустойчивее будет решение, так что не стоит бездумно включать везде понтовые законы изменения разных величин. По этому везде по умолчанию стоят константы.
Законов изменения много, это все что физики и термодинамики придумывали за последние 150 лет. Ваша задача - выбрать подходящий закон. Смотрите в хелпе подробное описание этих законов и решайте что нужно а что - нет. Можете отталкиваться от изменения параметров: давления (в прямой трубе перепад будет незначительным, грубо говоря 100 атм на входе и 99.95 на выходе) и температуры (здесь уже немного больше). Возьмите справочник теплотехнических свойств воздуха и определите границы изменения этих параметров. Если разница между входом и выходом существенна то нужно подключать какой-то закон, если там разница в один процент то можно взять среднее значение для середины диапазона.
Вполне возможно что везне будет достаточно тех же констант но сами здачения нужно будет уточнить для давления и температуры.
https://imgur.com/a/CSfzUaC
Добавить комментарий