شبیه‌سازی جریان اطراف یک کره در FLUENT و ICEM-CFD- بخش۱۰

در جریان های تراکم‌ناپذیر، با توجه به در نظر گرفتن مرز ورودی جریان به صورت سرعت مشخص و فرم معادلات ناویراستوکس بر پایه گرادیان فشار، بزرگی فشار به تنهایی دارای اهمیت نیست و تنها گرادیان‌های فشار مورد نظر‌اند.

بنابراین فشار استاتیکی خروجی به دلخواه بر روی صفر تنظیم شده‌است.

همچنین در شبیه‌سازی حاضر کلیه تنظیمات مربوط به جریان بازگشتی (Backflow) ، با توجه به عدم حضور جریان‌های برگشتی بر روی مرز خروجی، اهمیتی ندارند و تنها جهت اطمینان از نتایج حل در صورت وقوع این پدیده، تنظیم شده‌اند.

شکل ۲۸- تنظیمات مربوط به مرز خروجی جریان

 

مرز دیواره بر روی Sphere نیاز به تنظیم خاصی ندارد و تنظیمات پیش‌فرض آن‌ قابل قبول است.

 

*نکته: مرز Int- fluid که مخفف Fluid Interior است، شامل کلیه صفحات مرزی داخلی، بین سلول‌های دامنه حل است.

به صورت پیش‌فرض بر روی این مرزها هیچ نوع شرط فیزیکی (به غیر از تبادل شار توسط نرم‌افزار) اعمال نمی‌شود و نیاز به تنظیم خاصی توسط کاربر ندارند.

دلیل نمایش آن در بخش شرایط مرزی، اعمال برخی تنظیمات خاص در شبیه‌سازی‌های پیشرفته ماننده Dynamic Mesh و با استفاده از توابع UDF است.

تنظیمات مربوط به روش‌های حل

در این بخش تنظیمات پایه مربوط به حل‌کننده، شامل روش‌های حل و دقت شبیه‌سازی تعیین می‌گردد.

Solve ——> Method

در صفحه نمایش داده‌شده، اولین تنظیم مربوط به همبستگی (Coupling) بین معادلات فشار و سرعت در حالت حل‌کننده بر پایه فشار (Pressure Based) و تفکیکی (Segregated) می‌باشد.

توضیحات مربوط به این همبستگی در بخش دینامیک سیالات محاسباتی ارائه شده‌است.

روش SIMPLE که به صورت پیش‌فرض انتخاب شده‌است برای بیشتر شبیه‌سازی‌های مستقل از زمان (Steady) مناسب است.

سایر تنظیمات قرار گرفته در بخش تفکیک مکانی (Spatial Discretization) به ترتیب مربوط به  ترم گرادیان(Diffusion) ، فشار و جابجایی (Advection) در معادلات مومنتوم و انرژی جنبشی و نرخ میرا شدن آن در معادلات آشفتگی است.

در ترم گرادیان بالاترین دقت مربوط به روش Green-Gauss Node Base و در دیگر ترم‌ها به غیر از فشار، مربوط به روش‌ OUICK است.

در میان‌یابی ترم فشار، بسته به نوع شبیه‌سازی ممکن است یکی از روش‌های !PRESTO ، Second Order و Body Force Weighted مناسب باشد.

برای شبیه‌سازی حاضر PRESTO! روش مناسبی است.

کاربرد این روش در مواقعی است که جریان دارای شدت چرخش بالا، گرادیان شدید فشار و یا دامنه حل شامل مرزهای دارای انحنای بالا باشد.

البته روش مرتبه دوم (Second Order) نیز در این جا کاربرد دارد، لیکن کاربرد اصلی آن در جریان‌های تراکم‌پذیر و صوتی است.

شکل ۲۹- انتخاب روش‌های حل و مرتبه میانیابی

 

 

در بخش مربوط به کنترل‌های شبیه‌سازی (Solution Control) نیاز به تنظیمات خاصی نیست و مقادیر پیش‌فرض قابل قبول است.

 

شکل ۳۰- تنظیمات مربوط به کنترل‌های شبیه‌سازی

 

نویسنده: آقای مهندس احسان سعادتی

 

طراحی و پشتیبانی : آسان پرداز