شبیه‌سازی جریان اطراف یک کره در FLUENT و ICEM-CFD- بخش۹

با فشردن کلید Close از این بخش خارج می‌شویم و از مسیر زیر مرز خروجی را بر روی جعبه ایجاد شده به دو بخش تقسیم می‌کنیم.

Mesh ——> Separate ——> Faces

Options: Mark

Register: hexahedron-r1

Zone: far –field

شکل ۲۵- تقسیم مرز بی‌نهایت به ورودی-خروجی

 

با فشردن کلید Separate مرز بی‌نهایت به دو بخش ورودی – خروجی تقسیم می‌شود.

 

شکل ۲۶- پنجره جداسازی پس از فشردن کلید Separate

مرز جدید که از مرز Far-Filed جدا شده‌است far – field :003 نام گرفته است.

 

پس از آن تنظیمات مرزی انجام می‌شود.

Define ——> Boundary Condition

مرز axis به دلیل هم‌نام بودن با شرط مرزی نوع محور از نرم‌افزار ICEM-CFD با نوع axis خارج شده‌است و بنابراین نیازی به تغییر نوع مرز ندارد.

این مرز در نرم‌افزار FLUENT نیاز به تنظیمات خاصی ندارد.

پس از آن در پنجره Zones ابتدا far-field را انتخاب می‌کنیم.

سپس از بخش Type نوع آن از Wall به velocity–inlet تغییر می‌یابد.

در پاسخ به سؤال نرم‌افزار با فشردن کلید Yes  تغییر نوع مرز تایید می‌گردد.

با باز شدن پنجره تنظیمات نرم‌افزار، موارد ذیل اصلاح می‌گردد.

Zone –Name: far-field-inlet

Velocity Specification Method: Components

Axial-Velocity: 40 m/s

Radial- Velocity: 0 m/s

Turbulence:

Specification Method: Intensity and Length Scale

Intensity: 5 %

Turbulence Length Scale: 0.02 m

شدت آشفتگی برای جریان‌های خارجی به صورت معمول در حدود ۵% و طول مقیاس آشفتگی نیز ۴/۰ ضخامت لایه مرزی است که با تقریب ضخامت لایه مرزی ۵cm مقدار آن ۰۲/۰ متر بدست آمده است. البته شدت آشفتگی به طور مستقیم به شرایط بالادست جریان بستگی دارد.

به طور مثال در صورتی که جریان درون یک تونل باد مورد نظر باشد، با استفاده از آرام‌کننده‌های ورودی تونل باد ممکن است شدت آن تا ۰۱/۰ درصد نیز کاهش یابد و در مقابل زمانی که درست در خروجی یک پمپ و یا فن قرار داریم، ممکن است شدت آشفتگی تا ۱۰% و حتی بیشتر از آن نیز افزایش یابد.

در نهایت با توجه به قرار گرفتن مرز ورودی در فاصله‌ای دور از جسم و همچنین استفاده از مدل‌های بر پایه ε در این فواصل، حساسیت نتایج به شرایط آشفتگی ورودی چندان زیاد نبوده و با تغییرات کم آن‌ها، نتایج دستخوش تغییرات نخواهد شد.

شکل ۲۷- تنظیمات مربوط به مرز ورودی جریان

پس از آن نوبت به انجام تنظیمات مرز خروجی می‌رسد.

از لیست Zones ابتدا بر روی Far-Field :003 کلیک و سپس از بخش Type نوع آن به Pressure Outlet تغییر می‌یابد.

این نوع از مرز به عنوان مرز بی‌نهایت در جریان‌های تراکم‌ناپذیر استفاده می‌شود.

قابل ذکر است این مرز در جریان‌های تراکم‌پذیر و حتی صوتی نیز کاربرد دارد، لیکن در جریان‌های سرعت بالا در نر‌م‌افزار FLUENT استفاده از مرز Pressure-Far-Field رایج‌تر است.

Zone Name: far-field-outlet

Gauge pressure (Pascal):0

Back flow Direction Specification Method: From Neighboring Cell

Turbulence Specification Method: Intensity and Length Sade

Backflow Turbulence Intensity: 5%

Backflow Turbulence length Scale: 0.02m

نویسنده: آقای مهندس احسان سعادتی

طراحی و پشتیبانی : آسان پرداز