مدل سازی جریان در لایه مرزی با نرم افزار فلوئنت

جریان لایه مرزی روی صفحه تخت را می توان در نرم افزار فلوئنت به سادگی شبیه سازی کرد. در توضیحات زیر، نحوه مدل سازی جریان لایه مرزی با استفاده از نرم افزار فلوئنت به طور خاصه شرح داده شده است.

 


 

 

جریان یک سیال را  مطابق شکل زیر روی صفحه تخت در نظر بگیرید. عدد رینولدز جریان روی این صفحه با سرعت 1 متر بر ثانیه برابر با 10000 است. چگالی 1kg/m^3 و ویسکوزیته 0.0001kg/(m-s) می باشد.

برای یک جریان شبیه این، نیاز است که ضخامت لایه مرزی خارجی را بدانیم. یک دامین محاسباتی مستطیلی برای این شبیه سازی استفاده می شود. برای جریان روی صفحه تخت از رابطه تقریبی زیر جهت محاسبه ضخامت لایه مرزی استفاده می شود.


منطقه محاسباتی به صورت زیر انتخاب می شود.

 


برای حل مسئله، مش را در نرم افزار فلوئنت فراخوانی می کنیم.

برای بررسی کیفیت و اندازه شبکه بصورت زیر عمل می کنیم.

mesh--> info--> Quality

mesh--> info--> size

 

اطلاعات شبکه بصورت تعداد سلول ها و نود ها در نرم افزار فلوئنت نمایش داده می شوند.

برای نمایش شبکه در نرم افزار فلوئنت در قسمت General  روی display کلیک می کنیم.

سپس در پنجره باز شده، در قسمت surface مناطق مورد نظر را انتخاب می کنیم.

 

 معادله انرژی باید غیر فعال(off) باشد.

از مسیر Models--> Energy  

توجه شود که در این مشئله هدف ما بدست آوردن توزیع سرعت در لایه مرزی جریان است و نیازی به حل معادله انرژی نمی باشد.

** برای بدست آوردن توزیع دما روی صفحه تخت باید معادله انرژی را فعال کنیم.

 از مسیر   Models > Viscous - Laminar > Edit,  نوع جریان و مدل مورد نظر جهت حل جریان را انتخاب می کنیم.

 


برای تعیین مشخصات سیال در نرم افزار فلوئنت از مسیر زیر می رویم.

Materials > Fluid > Create/Edit

 

در پنجره باز شده، روی گزینه create/edit کلیک می کنیم.

 

در پنجره جدید مشخصات سیال را وارد کرده و روی گزینه Change/create کلیک می کنیم.


برای تعیین شرط مرزی ورودی بصورت زیر عمل می کنیم.

در قسمت Boundary Condition روی گزینه inlet کلیک می کنیم و سرعت را برابر با 1 قرار می دهیم.

روی گزینه edit کلیک کرده و سرعت ورودی را بصورت فوقدر نرم افزار وارد می کنیم.

سپس روی گزینه ok کلیک می کنیم تا پنجره بسته شود.

برای تعیین شرو مرزی خروجی از مسیر زیر می رویم.

Boundary Conditions > outlet > Edit

در پنجره باز شده فشار گیج را روی صفر تنظیم می کنیم.

شرط مرزی دیواره را بصورت زیر تعیین می کنیم.

 

قسمت بالای جریان آزاد را مطابق شکل زیر روی symmetry تنظیم می کنیم.


در قسمت solution method نحوه گسسته سازی و مرتبه هر یک از پارامتر ها را در فلوئنت  مشخص می کنیم.

 


order همگرایی معادلات را بصورت زیر تعریف می کنیم.

Monitors > Residuals > Edit

عدد مربوط به همگرایی پارامتر ها را روی 10e-6 قرار می دهیم.

 


در قسمت Solution Initialization 

روی compute from کلیک می کنیم و inlet  را انتخاب کرده و روی initialize کلیک می کنیم.

تعداد تکرار حل را  از قسمت Run calculation  تعیین می کنیم.

روی گزینه calculate  کلیک می کنیم و حل مطابق شکل زیر  converge می شود.

 

 

جهت سفارش پروژه با نرم افزار فلوئنت می توانید با ما تماس بگیرید. انجام پروژه های شبیه سازی با فلوئنت با بهترین کیفیت و سرعت پذیرفته می شود.

  لینک مطالب مرتبط با فلوئنت
مقدمه ای بر نرم افزار فلوئنت
شبیه سازی جریان در زانویی
نحوه رسم کانتور در فلوئنت
شبیه سازی جوشش با استفاده از فلوئنت
مدلسازی جریان در لایه مرزی با فلوئنت
شبیه سازی جریان و انتقال حرارت پریودیک در فلوئنت
آموزش مدل سازی انبساط ناگهانی سیال  
نحوه استخراج نتایج در CFD post

شبیه سازی جریان آشفته در فلوئنت
آنالیز عددی و تجربی انتقال حرارت جابجایی در مبدل های حرارتی مارپیچ

 

دیدگاه خود را بنویسید

دیدگاه پس از تائید مدیریت منتشر می شود.